Третий выход продолжался 7 часов 15 минут. Астронавты проехали 12,1 км, взяв 62 кг лунных пород. Всего же на счету "Apollo 17" — 35,7 км маршрутов, 110,5 кг образцов и более 2100 качественных снимков.

На исходе 14 декабря 1972 года взлетная ступень "Challenger" стартовала с Луны и через два часа приблизилась к "America". При первой попытке стыковки Рон Эванс промахнулся: штырь стыковочного узла не попал в воронку. При второй — не сработали замки. Стыковка получилась лишь с третьего раза. В этот момент на связь вышел Хьюстон со специальным сообщением: "Мы хотели бы занять минуту вашего времени и прочитать заявление президента США. "Покидая поверхность Луны, мы осознаем не то, что оставляем позади, а то, что лежит впереди. Мечты, которые ведут человечество вперед. Возможно, люди ходили по Луне последний раз в этом столетии, но исследование космоса будет продолжаться…¹" Это были слова президента, сознательно закрывшего программу "Apollo".

После перехода астронавтов в "America" было произведено отделение взлетной ступени от CSM — по команде с Земли был включен двигатель, и ступень перешла на траекторию столкновения с Луной, упав в горах Южного массива, в 9 км от места посадки корабля "Apollo 17". Удар ступени был зарегистрирован сейсмометрами, установленными предыдущими экспедициями.

"Apollo 17" продолжал полет по окололунной орбите, продолжая изучение Луны. Так, астронавты обнаружили еще несколько участков оранжевого цвета. Осуществлялась телевизионная передача лунной поверхности.

17 декабря включением двигателя корабль был переведен на траекторию возвращения к Земле.

В Центре управления полетом в Хьюстоне была организована пресс-конференция ученых, руководящих научными исследованиями Луны. Они высказали некоторые предварительные соображения" основанные на данных, полученных экипажем корабля "Apollo 17".

По их мнению, обнаружение оранжевого грунта может указывать на то, что после прекращения деятельности больших вулканов сохранилась остаточная активность и вулканические газы выходили в недавнее время, а может быть выходят еще и сейчас. Ученые напоминали о вспышках, которые наблюдались астрономами с Земли у кратера Аристарх, а также о горячих участках Луны, обнаруженных с селеноцентрической орбиты инфракрасным радиометром корабля "Apollo 17". Если происходит выход газов, то недра Луны имеют достаточно высокую температуру. Это может свидетельствовать в пользу гипотезы о том, что у Луны частично расплавленное ядро. Зондирование показало, что толщина лунной коры составляет не 65 км, как считали раньше, основываясь на результатах прежних зондирований, а всего лишь 25 км; толщина мантии тоже значительно меньше, чем предполагали. Новые данные заставляют пересмотреть всю модель Луны, составленную на базе прежних измерений.

По дороге домой Эванс вышел в открытый космос, чтобы забрать из служебного модуля кассеты со снимками Луны, рулон магнитной пленки с записью показаний импульсного радиолокатора и контейнер с пятью мышами, которые подвергались воздействию космического излучения.

19 декабря состоялась телевизионная пресс-конференция астронавтов, продолжавшаяся полчаса. Корабль в это время находился на расстоянии 180 000 км от Земли.

Сернан на вопрос о его отношении к тому, что полеты по программе "Apollo" прекращаются, ответил: "Прекращение полетов по программе "Аполлон" — это ненормальное сдерживание человеческого стремления к знанию.