在成功登月并完成科学考察以后，宇航员将登月舱的上升级和下降级分离并操纵上升级起飞离开月表。登月舱的上升级有6.65立方米的成员舱，能够携带两名宇航员和月表岩石标本。同时带有2.353吨的四氧化二氮/航空肼50推进剂和一台上升段发动机，该发动机具有15.6kN的推力，大于月球重力并能提供2220m/s的速度增量，足以将上升级送入月球轨道。
在月表发射和月球轨道期间，宇航员使用16具姿态控制发动机和287公斤姿控燃料操控飞船，并和在月球轨道上等候的指令舱-服务舱交会对接。
在月球轨道对接完成之后，两名宇航员和月球样品从登月舱返回指令舱，登月舱被抛弃在月球轨道上。
之后宇航员在指令舱中操控服务舱的AJ10-137发动机推动指令舱和服务舱离开月球轨道并进入地球返回轨道。该四氧化二氮/航空肼50发动机具有91kN的推力，同时服务舱自带16具R-4D姿态控制发动机。
在飞船接近地球时，爆炸螺栓切断指令舱和服务舱的连接。此时服务舱会自动翻转并点火远离指令舱避免碰撞。稍后服务舱在地球大气中烧毁。
这时三名宇航员栖身于5.5吨的指令舱之中，用最后剩余的120kg姿控燃料和指令舱上的12台姿控发动机调整指令舱朝向切入地球大气层。指令舱此时会稍微倾斜角度提供气动升力，并略微旋转以避免局部烧蚀。大气摩擦会使指令舱急剧减速，同时烧蚀防护罩避免飞船被气动热烧毁。
当指令舱到达离地面7.3km的高度时，热防护罩与飞船分离，放出前置降落伞，将指令舱相对地面的速度降低到每小时201公里。降落到3.3km高度时，前置降落伞分离，主降落伞放出，将指令舱下落速度降低到每小时35公里。最后指令舱溅落海面，吸能结构再吸收一部分冲击动能，使宇航员可以安全落海。
指令舱落海之后会自动放出救生气囊和救生筏漂浮在海面上，而宇航员可以视情况自行出舱并乘上救生筏等待救援。美国海军的搜救舰队通常已在预订降落地点待命，几分钟之内驱逐舰或直升机就会赶到回收宇航员和飞船，稍后宇航员通常会被转送到舰队旗舰也就是航空母舰上。后来的几次任务里，指令舱降落的精度不断提高。最后一次降落时，提康德罗加号航母的船员们直接目睹了指令舱降落在旁边，就不需要再费心搜救了。
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