Przypuszcza się, że źródłem załzawienia i obrzęku powieki był granulowany wodorotlenek litu. Trzeci dzień misji zaczął się od EVA. Astronauta korzystał znów z układu napędowego trzymanego w dłoni, zasilanego azotem ze zbiornika znajdującego się w statku. Zabezpieczenie osobiste stanowił odpowiednio ukształtowany przewód umożliwiający oddychanie i łączność. Długość przewodu,stanowiącego również rolę liny, wynosiła 15 metrów. Collins nie bez trudności zdjął ze ściany statku Gemini zamontowany tam niewielki pojemnik przeznaczony do zbierania mikrometeorytów. Kolektor nie trafił zresztą na Ziemię. Przepadł podczas wyjścia astronauty na zewnątrz statku; „odleciał” z otwartej kabiny. Posługując się pistoletem odrzutowym Collins dotarł do Ageny 8 i wymontował z niej specjalne urządzenie, które rejestrowało uderzenia mikrometeorytów w czasie czteromiesięcznego krążenia w przestrzeni kosmicznej. Czynność nie wymagała szczególnego wysiłku, jeśli chodzi o samo poruszanie się w przestrzeni. Trudności pojawiły się przy posuwaniu się po korpusie Ageny 8. Po 25 minutach „spaceru” gaz w pistolecie Collinsa się wyczerpał, co oznaczało zakończenie EVA. Również ilość materiałów pędnych jakimi dysponował pojazd zmalała na skutek zużycia w czasie manewrów stabilizujących. Związane były z ruchami astronauty na zewnątrz statku.