Rymdfarkost Mercury nr. 5 innehöll sex nya system som inte funnits med på tidigare flygningar: miljökontrollsystem, attitydstabiliseringskontrollsystem, live retrorockets, röstkommunikationssystem, ”closed loop” abort sensing system och en pneumatisk landningspåse.
Sex schimpanser (fyra honor och två hanar) och 20 medicinska specialister och djurskötare från Holloman Air Force Base i New Mexico, där schimpanserna bodde och tränades, flyttades den 2 januari 1961 till lokaler bakom Hangar S på Cape Canaveral i Florida. De sex schimpanserna tränades i Mercury-simulatorer i tre veckor. Dagen före flygningen valdes två schimpanser ut för uppdraget: en huvudschimpans, Ham, och en reservschimpans, en kvinnlig schimpans som hette Minnie. Konkurrensen var hård, men Ham var full av energi och gott humör. Ham fick sitt namn för att hedra Holloman Aerospace Medical Center. Ham kom från Kamerun i Afrika (ursprungligt namn Chang, chimpans nr 65) och köptes av USAF den 9 juli 1959. Han var 3 år och 8 månader gammal vid uppskjutningen.
Vid 12:53 UTC den 31 januari 1961 fördes Ham in i rymdfarkosten. Nedräkningen försenades sedan nästan fyra timmar på grund av en varm inverter och flera andra mindre problem.
Vid 16:55 UTC lyfte MR-2:an. En minut efter uppskjutningen rapporterade datorerna att flygbanans vinkel var minst en grad för hög och stigande. Efter två minuter förutspådde datorerna en acceleration på 17 g (167 m/s²). Vid 2 minuter och 17 sekunder in i flygningen var Redstones bränsle för flytande syre (LOX) uttömt. Det slutna systemet för avbrytande av uppskjutning kände av en förändring av trycket i motorkammaren när LOX-förrådet tog slut och avfyrade uppskjutningssystemet. Avbrottet signalerade ett Mayday-meddelande till bärgningsstyrkorna.
Den höga flygvinkeln och det tidiga avbrottet ledde till att rymdfarkostens maximala hastighet blev 2 298 m/s (7 540 fot/s) i stället för den planerade 1 970 m/s (6 465 fot/s). Retrorocketerna hade kastats av under avbrottet och kunde därför inte användas för att sakta ner rymdfarkosten. Allt detta ledde till att det planerade landningsområdet överskreds med 209 km (130 miles) och att apogén var 253 km (157 miles) i stället för 185 km (115 miles).
Ett annat problem inträffade 2 minuter och 18 sekunder in i flygningen, när trycket i kabinen sjönk från 38 till 7 kPa (5,5 till 1 lb/in²). Detta fel spårades senare till snorkelventilen för luftintaget. Vibrationer hade lossat en stift i snorkelventilen och gjort att ventilen kunde öppnas. Ham var säker i sin egen rymddräkt i soffa och drabbades inte av några negativa effekter av tryckförlusten i kabinen. Trycket i hans liggdräkt förblev normalt och temperaturen i dräkten höll sig väl inom det optimala intervallet 60-80 grader Fahrenheit (16-26 °C).
På grund av en överdriven acceleration av bärraketen och boostet från utrymningsraketen uppnåddes en hastighet på 9 426 km/tim (5 857 mph) i stället för de 7 081 km/tim (4 400 mph) som var planerat. Vid apogee var Hams rymdfarkost 77 km längre ner än planerat. Ham var viktlös i 6,6 minuter i stället för de 4,9 minuter som planerats. Rymdfarkosten landade 679 km längre ner efter en flygning på 16,5 minuter. Han fick 14,7 g (144 m/s²) under återinträdet, nästan 3 g (29 m/s²) mer än planerat.
Ham utförde sina uppgifter väl och tryckte på spakar cirka 50 gånger under flygningen. Kameror ombord som filmade Hams reaktion på tyngdlösheten visade en överraskande mängd damm och skräp som flöt omkring i kapseln under apogee.
Rymdfarkosten plaskade ner omkring kl. 12:12. EST, utom synhåll för bärgningsstyrkorna. Ungefär 12 minuter senare mottogs den första bärgningssignalen från rymdfarkosten. Spårningen visade att den befann sig cirka 96 km (60 miles) från närmaste bärgningsfartyg. Tjugosju minuter efter landningen såg ett spaningsplan kapseln flyta upprätt i Atlanten. Sökplanet begärde att flottan skulle skicka sina räddningshelikoptrar från det närmaste fartyg som förde dem.
När helikoptrarna anlände fann de rymdfarkosten på sidan, som tog in vatten och sjönk ner. Vid vattenpåverkan hade värmeskölden av beryllium studsat mot kapselns botten och slagit två hål i tryckskottet av titan. Landningspåsen hade slits hårt och värmeskölden slets loss från rymdfarkosten innan den kunde bärgas. Efter att farkosten kapsejsat släppte den öppna snorkelventilen in ännu mer havsvatten i kapseln. När helikopterbesättningen till slut tog upp Hams rymdfarkost klockan 18:52 UTC uppskattade de att det fanns cirka 360 kg havsvatten ombord. Rymdfarkosten flögs till och sänktes ner på USS Donners däck. När rymdfarkosten öppnades verkade Ham vara i gott skick och tog gärna emot ett äpple och en halv apelsin.