Nach zwei vorangegangenen Fehlstarts unternahm die USAF am 08.11.1958 einen letzten Versuch, noch 1958 eine erfolgreiche Mondsonde auf ihre Bahn zu bringen. Wie schon bei Pioneer I erfolgte auch dieser Start offiziell im Auftrag der NASA, die bei ihrer Gründung das Pioneer Programm übernommen hatte. Als nach einer sauberen Stufentrennung aus nie geklärten Gründen die dritte Stufe nicht zündete, erreichte die Thor-​DM18 Able-​1  Rakete nach ihrem Start von LC-​17 A auf Cape Canaveral nur etwa 1.550 km Bahnhöhe, stürzte in die dichte Atmosphäre zurück und verglühte über Afrika. Immerhin gelang es noch, das Steuerraketenpaket abzuwerfen und die Meßgeräte an Bord von Pioneer II für einige Minuten zu aktivieren. Nicht in Betrieb genommen wurde dabei das Imaging-​Scanning TV-​System, das diesmal anstelle der IR-​Kamera installiert war. Nach diesem Fehlstart mußte die USAF ihr Mondprogramm einstellen, da alle dafür modifizierten Thor-​Able Raketen verschossen und auch keine Nutzlasten mehr vorhanden waren. Die drei Fehlstarts der Pioneer-​Sonden zeigten, daß das Ziel, einen Satelliten in einer Mondumlaufbahn zu plazieren, Ende der 1950^er Jahre zu anspruchsvoll gewesen war. Fast acht Jahre vergingen noch, bis Lunar Orbiter 1 diese Mission schließlich erfolgreich realisierte.