Apollo 15 startete am 26. Juli 1971, 13:34 von Cape Canaveral, Florida. Bemannt mit David R. Scott als Kommandant, und den Piloten Alfred J. Worden und James B. Irwin (Pilot der Mondlandefähre).
Kurz vor dem Start wurden wegen Etat-Kürzungen der NASA die Missionen Apollo 18-20 gestrichen. Deshalb wurden die wissenschaftlichen Apollomissionen (die J-Missionen) vorgezogen. Apollo 15 erwartete also ein umfangreiches Forschungs-Programm auf dem Mond. Die Landefähre "Falcon" führte deutlich mehr wissenschaftliches Gerät als bei den vorigen Missionen mit. Als Landegebiet wurde die Hadley-Rinne in den Apennine Bergen ausgewählt.
Den Astronauten standen Raumanzüge mit verbesserten Lebenserhaltungssystemen (PLSS) sowie zum ersten Mal ein Mondauto (Lunar Rover Vehicle) zur Verfügung. Dadurch konnten sie sich länger im Vakuum aufhalten und große Strecken auf dem Mond zurücklegen. Das Fahrzeug fand zusammengeklappt an der Außenseite der Landefähre Platz.
Auf dem Mond
Die erste Extra Vehicular Activity (EVA) war nach 33min beendet. Die übertragenen Bilder der bergigen Region waren jedoch beeindruckend. Als die Crew das Mondauto montierte, musste Scott feststellen, dass die Vorderlenkung defekt war. Da das Fahrzeug aber auch über eine Hinterlenkung verfügte, konnte es doch noch verwendet werden. Auf der zweiten EVA fuhren sie zu der Krümmung der Hadley-Rinne, dem so genannten Ellbogen. An dieser rund 1km breiten und bis zu 300m tiefen Schlucht vulkanischen Ursprungs wurden die Messgeräte des ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiments Package) aufgestellt. Die Fahrt dorthin war ausgesprochen unruhig, sodass bei einem Sechstel der Erdanziehungskraft das Fahrzeug heftige Sprünge zeigte, und teilweise nur ein Rad auf dem Boden war. Die Dauer der EVA an diesem Tage war 6h 32 min. Die EVA 3 benötigte 7h 12min und führte die Astronauten zum ca. 5km entfernten Mount Hadley. Ein verbessertes Bohrgerät erlaubte es ihnen dort, Bodenproben aus über 2 Metern Tiefe zu entnehmen. EVA 4 ging ein zweites Mal zur Headley-Rinne. Die Crew beendete die EVA nach 4h 49min.
Rückflug
Vor dem Verlassen des Orbits wurde noch ein kleiner Satellit aus der SIM Bay des Apollo Raumschiffs ausgesetzt. Er sollte in der Mondumlaufbahn Daten von Gravitations- und Magnetfeldern übermitteln. Der Rückflug selbst ging ohne Probleme vonstatten. Alfred Worden verließ die "Endeavor" wärend des Fluges noch für eine weiter 38min EVA, einen so genannten "Weltraumspaziergang" um Filmmaterial zu bergen.
Landung
Am 7. August 1971 um 20:45 wasserte Apollo 15 sicher im Pazifik, obwohl einer der 3 Landefallschirme sich nicht öffnete, und wurde von der "U.S.S. Okinawa" geborgen. Die Mannschaft brachte bei dieser Mission 76,8kg Mondgestein mit auf die Erde.