Den dritten Startversuch mit ihrer neuen Mondsonde Ranger unternahm die NASA am 26.01.1962 — dem letzten Tag des aktuellen Startfensters zum Mond. In einem Rennen gegen die Zeit war es General Dynamics-​Astronautics Technikern gelungen, auf der Startrampe ein Leck im Dom des Kerosintanks zu reparieren. Dazu hatte man das mittlere Triebwerke der Atlas demontiert und durch die Öffnung eine vorgefertigte Holzkonstruktion in Einzelteilen in den dünnwandigen Tank eingeführt. In 24-​Stunden-​Schichten konnten die Techniker von dieser Bühne aus die Reparaturen vornehmen, die normalerweise bestenfalls in einem geschützten Hangar vorgenommen worden wären. Eine Verschiebung des Starts um einen Monat konnte so vermieden werden. Diesmal lief glücklicherweise auch bereits der erste Countdown bis zum Ende durch — das geringste Problem hätte die ganzen Anstrengungen zunichte gemacht. Der folgende Aufstieg der Atlas-​LV3 Agena-​B von Cape Canaveral verlief dann leider nicht so problemlos wie der Countdown. Nach 49 Sekunden Flug versagte das Funk-​Kommandosystem, so daß der weitere Aufstieg rein vom Autopiloten gesteuert wurde. Mehr oder minder große Abweichungen waren damit unabwendbar. Probleme mit der Bodenstation in Cape Canaveral verhinderten dann auch noch, daß Korrekturdaten an eine mobile Station in Südafrika übermittelt werden konnten. So erfolgte auch die Wiederzündung der Agena-​B auf Basis vorauskalkulierter Werte. Die letzte Chance für eine Kurskorrektur war damit vertan. So passierte Ranger III (P-​34) den Mond am 28.01.1962 in 36.793 km Entfernung (wegen des Geschwindigkeitsüberschusses vierzehn Stunden zu früh) und schwenkte in eine heliozentrische Bahn ein. Eigentlich hätte die erste der sogenannten Block-​II Sonden beim Anflug Aufnahmen von der Mondoberfläche machen und etwa 20 km vor dem Aufprall eine Balsaholzkapsel mit einem Seismometer ausstoßen sollen, die, gebremst von einem Feststofftriebwerk, eine halbweiche Landung mit ca. 45 ms^–1  versuchen sollte. Ferner waren Messungen mit einem Gammastrahlungs-​Spektrometer wärend des Anflugs auf den Mond geplant. Die herrschenden Lichtverhältnisse, der Stand der Erde über dem Mondhorizont und schließlich das Terrain bestimmten die Wahl der Zielregion auf der Mondoberfläche. Für Ranger III hatte sich so der östliche Rand des Oceanus Procellarum, knapp südlich des Mondäquators empfohlen.
Der neuerliche Fehlschlag im Ranger Programm ließ die Diskussion über das Konzept der Sonden wieder heftig aufflammen. Doch eine Einstellung stand vorläufig nicht zur Debatte. Allerdings wurde immer deutlicher, daß das Konzept der Ranger Sonden an die Grenzen des damals technisch Machbaren stieß.