Было запланировано три выхода по 7 часов каждый с тремя поездками общей протяженностью 37 км для исследования поверхности и сбора 95 кг образцов. Доработанный ровер мог везти на 27 кг больше груза, чем в "Apollo 16".

"Saturn V" (SA-512) с "Apollo 17" стартовал 7 декабря 1972 года. На борту корабля находились астронавты: Юджин Эндрю Сернан (р. 1934), Роналд Эллвин Эванс (1933–1990) и Гаррисон Хейган "Джек" Шмитт (р. 1935).

Чтобы скомпенсировать задержку при подготовке старта, при втором включении 3-й ступени была достигнута скорость 10 837 м/с — несколько больше запланированной.

При перестроении отсеков не сработали три из двенадцати замков стыковочного агрегата, и их пришлось закрыть вручную. Однако в дальнейшем все шло по плану.

И декабря 1972 года в 19 часов 54 минуты 57 секунд по времени Гринвича лунный модуль "Challenger" совершил мягкую посадку в точке с координатами 20°9′55″ с. ш. 30°45′57″ в. д., примерно в 250 м к востоку от расчетного места.

Когда Сернан радостно докладывал: "О’кей, Хьюстон, "Челленджер" прилунился!" — Шмитт читал строки инструкции и щелкал выключателями. Позже он пожаловался, что пропустил сам момент прилунения…

Люк открыли на 115-м часу миссии, а еще через семь минут Сернан вышел на Луну: "Хьюстон, ступая на поверхности у Тавр-Литтрова, я посвящаю первый шаг "Аполлона-17" тем, кто сделал его возможным. — И через несколько секунд, сраженный лунной красотой, добавил: — Ей-богу! Невероятно! Как ярко на Солнце…"

Поверхностный слой пыли в месте прилунения был тонкий, но фунт — "рыхлый". Сернан легко расковырял его ногой.

"Здесь столько кратеров, что куда ни ступи, нога обязательно окажется в одном из них", — заметил он.

Астронавт-геолог Шмитт выбрался из LM со словами: "Эй, кто топчет мою лунную поверхность?" Какое-то время он изучал неземной пейзаж, потом заключил: "Рай для геолога, если я, конечно, знаю, как он должен выглядеть".

Астронавты развернули ровер, навели остронаправленную антенну ровера на Землю и начали телепередачу. "Теперь-то вы верите, что мы здесь, а?" — шутил Сернан. Хьюстон отреагировал мгновенно: "Теперь верим. Видели тебя лично".

А руководство НАСА с нетерпением ждало появления на экранах "звездно-полосатого". Шмитт пошутил: а может, установить флаг повыше, скажем на вершине Северного массива? Сернан же не скрывал торжества: "Это один из самых великих моментов моей жизни". Вбив в грунт трубу, они воткнули в нее флагшток, расправили полотнище и четыре минуты с нескрываемой радостью фотографировались на фоне американского флага.

Переноска аппаратуры заняла 15 минут. Комплект № 6 был тяжелее предыдущих — 159 "земных" килограммов, или 26 лунных. Сначала Шмитт нес штангу с двумя объемными блоками на концах перед собой, на ходу он перехватил ее уставшими руками снизу, потом поднял на согнутых в локтях руках выше пояса и так бодро пробежал 50–60 м. Не выдержал, опустил штангу на фунт и дальше нес ее по старинке, часто отдыхая. После десяти минут ходьбы он нашел площадку в 185 м к западу от LM и невдалеке от трехметрового камня, которая казалась единственным ровным местом в округе. Вскоре к нему приехал Сернан.

Основной трудностью первого выхода стало опять же бурение. Сравнительно легко Сернану дались две скважины глубиной по 2,5 м, в которые он заложил датчики тепловых потоков. С третьего раза — после неисправности бурового оборудования в миссии "Apollo 15" и обрыва кабеля в "Apollo 16" — этот эксперимент наконец-то удалось запустить. За 22 минуты Джин прошел третью скважину для взятия колонки фунта в 40 м к северу от центральной станции ALSEP.