Załoga była jednak zmęczona i Stafford poprosił o zakończenie ćwiczeń manewrowania i utrzymania pozycji, których nie można było doprowadzić do etapu dokowania. Wyjście w przestrzeń kosmiczną zostało przełożone na następny dzień.
Spacer kosmiczny EVA, przeprowadzona trzeciego dnia przez Cernana, okazała się niezwykle cennym doświadczeniem. Z jednej strony, nic nie poszło tak, jak powinno, z drugiej zaś - astronauci odebrali bardzo pouczającą lekcję pracy w kosmosie, która pokazała z jakimi problemami należy się liczyć podczas wyjścia na zewnątrz statku. Cernan opuścił kabinę połączony ze statkiem białą "pępowiną" o długości 7,5 m, zawierającą przewód tlenowy oraz przewody elektryczne, umożliwiające łączność z drugim astronautą. Pierwszą czynnością, jaką wykonał Cernan, było przymocowanie specjalnego zwierciadła na zewnątrz kabiny, blisko części dziobowej statku. Dzięki temu Stafford mógł obserwować i fotografować swego towarzysza w czasie, gdy ten znajdował się w pobliżu tylnej części Gemini 9. Cernan umieścił też w pobliżu włazu do kabiny 16-milimetrową kamerę filmową. Następnie rozpoczął swój spacer starając się oswoić z osobliwym ośrodkiem jaki go otaczał. Po 55 minutach pobytu poza kabiną wraz z Gemini 9 znalazł się w cieniu Ziemi. Zaczął wówczas przygotowywać się do prób z AMU.