За трое суток вращение Луны увело орбиту командно-служебного модуля далеко в сторону от района посадки.
Шмитт рассказал, что ночью его разбудил сильный шум во время передачи канала связи от одной станции слежения к другой.
Он сообщил, что в честь этого события и в продолжение традиций полёта «Аполлона-8» написал стихотворение, которое тут же и прочитал.
Вскоре после завтрака астронавты надели скафандры и в пятый раз за время пребывания на Луне разгерметизировали кабину «Челленджера», чтобы выбросить два мешка с мусором.
Эта 5-я ВКД стала очень короткой.
Люк оставался открытым ровно 60 секунд.
Зажигание основного двигателя взлётной ступени было включено в 22:54:37 UTC 14 декабря (185:21:37 полётного времени).
Продолжительность пребывания Сернана и Шмитта на Луне составила 74 часа 59 минут 40 секунд.
После запуска оператору телекамеры «Ровера» в Хьюстоне в течение 26 секунд удавалось удерживать «Челленджер» в кадре, затем он его потерял, снова поймал в кадр, но ненадолго.
Когда он сделал панораму обратно вниз, выяснилось, что флаг США устоял на своём месте.
Он только, как флюгер, повернулся вокруг своей оси под воздействием реактивной струи.
Если после установки его полотнище указывало на восток, то после взлёта оно повернулось на север.
Также на своём месте устоял и поддон из-под прибора по изучению электрических свойств поверхности.
Сернан в 1-й ВКД прислонил его к северной опоре посадочной ступени.
Сразу после начала взлёта, при передаче канала от одной станции дальней космической связи другой, возникли проблемы с радиосвязью.
В течение четырёх минут астронавты не слышали ЦУП, кроме того, была потеряна информация слежения.
Позже Сернан говорил, что Шмитт потратил почти половину времени взлёта на то, чтобы наладить связь.
Двигатель взлётной ступени лунного модуля отработал 441 секунду.
Корабль вышел на начальную орбиту высотой 89,8 х 16,9 км.
Двумя манёврами сближения «Челленджер» был переведён на орбиту 119,8 х 89,8 км.
На завершающем этапе сближения Сернан и Шмитт в «Челленджере» летели спинами к Луне, «Америка» находилась прямо перед ними.
Для Эванса, снимавшего процесс на телекамеру, и для наблюдателей на Земле всё выглядело так, что лунный модуль приближался, поднимаясь с Луны.
Когда расстояние между кораблями уменьшилось до примерно 30 м, Сернан прекратил сближение.
Эванс медленно развернул «Америку», чтобы его коллеги могли как следует осмотреть корабль, на котором им предстояло возвращаться на Землю.
После этого Сернан очень медленно завершил сближение и пристыковал «Челленджер» к командно-служебному модулю.
От взлёта до стыковки прошло два с четвертью часа.
После открытия люков Эванс передал коллегам пылесос.
Пропылесосив, Сернан и Шмитт передали Эвансу контейнеры с образцами и скафандры со шлемами и перешли в командный модуль.
Во взлётную ступень лунного модуля был загружен большой мешок с мусором, который накопился у Эванса за три дня работы в одиночестве.
Астронавты надели скафандры, проверили герметичность кабины и повысили давление в переходном туннеле.
Когда они открыли замки стыковочного узла, это избыточное давление мягко отвело «Челленджер» от «Америки».
По команде из ЦУПа на 1 минуту 56 секунд были включены двигатели системы ориентации взлётной ступени, она сошла с орбиты.
Планировалось, что «Челленджер» столкнётся с Луной на восточном склоне Южного массива.
На Земле включили телекамеру «Ровера» и ждали этого события, наехав крупным планом на место ожидаемого столкновения.
Однако ничего не увидели.
Зато удар был зафиксирован всеми сейсмографами, оставленными на Луне.
Точка, где «Челленджер» врезался в поверхность, находится в 1,75 км от запланированной и в 9,9 км юго-западнее места посадки «Аполлона-17».
Её координаты 19,96° с.ш., 30,50° в.д.
Когда «Америка» пролетала над районом посадки, Эванс сообщил в ЦУП, что видит на Южном массиве маленький свежий кратер очень светлого цвета, которого, по его словам, раньше не было.
По расчётам, диаметр кратера, образовавшегося после столкновения, должен был составить около 17 метров.
Й день полёта, 15 декабря, был последним полным рабочим днём на окололунной орбите.
Большую часть времени астронавты посвятили визуальным геологическим наблюдениям.