Gemini 8 odstartovala 16. března 1966 v 16:41:02 UTC z rampy LC-19 na Titanu II GLV. Posádku tvořili velitel Neil Armstrong a pilot David Scott — pro oba šlo o první let do vesmíru.
O necelé sedm hodin dřív, v 15:00:03 UTC, odstartoval na raketě Atlas terčový modul Agena (GATV-5003). Armstrong s ním dokoval v 23:14 UTC — šlo o vůbec první spojení dvou kosmických lodí na oběžné dráze v historii. Scott zpravodajoval středisku: „Flight, we are docked! Yes, it's really a smoothie" — spojení proběhlo hladce.
Spojené lodě zůstaly dokované asi půl hodiny. Přibližně ve 23:45 UTC provedl terčový modul naprogramovaný povel k otočení spojené sestavy o 90°. Krátce poté si Scott všiml, že sestava se nekontrolovaně naklání — začátek nejdramatičtější části mise.
Z palubní komunikace
„Flight, we are docked! Yes, it's really a smoothie."
NASA — Gemini 8 Mission Report · NASA — On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini · NASA Image and Video Library — úplný seznam na hesle Gemini 8