Für abergläubische Menschen stand die Mission von Apollo 13 schon bei ihrem Start unter keinem guten Stern. Denn Flug Nummer 13 sollte am 11.04.1970 um 13:13 Uhr Houstoner Zeit starten. Sonst erregte die Mission aber kaum Aufsehen. Nach der epochemachenden Landung von Apollo 11 auf dem Mond war bereits der Flug von Apollo 12 nur noch ein Medienereignis unter vielen. Mit Apollo 13 schickte sich die amerikanische Öffentlichkeit an, wieder zur Tagesordnung überzugehen. Routine waren auch die Startvorbereitungen und so sah NASA Administrator Thomas O. Paine auch kein Problem darin, die Crew für Apollo 13 wenige Tage vor dem Start neu zusammenzustellen. Die Kinder des Backup Mondlander-​Piloten Charles Duke waren an den Röteln erkrankt. Bei einer Routineuntersuchung zeigte sich am 06.04.1970, daß CSM Pilot Thomas Mattingly als einziges Mitglied der Prime-​Crew keine Antikörper gegen diese Krankheit aufwies. Um jedes Risiko auszuschließen, wurde er von der Mission suspendiert. Nach einem gemeinsamen Probetraining rückte am nächsten Tag sein Backup John Swigert in die Mannschaft auf. Nach lediglich zweitägigen gemeinsamen Vorbereitungen wurde am 10.08.1970 endgültig entschieden, daß Swigert am nächsten Tag mit Kommandant James Lovell und Mondlander-​Pilot Fred Haise starten würde. Trotz einiger bei den Startvorbereitungen beobachteter Anomalien am Kommandomodul und am Mondlander hielt die NASA den geplanten Starttermin ein. Am 11.04.1970 um 19:13 UTC hob die Saturn V AS-​508  von LC-​39 A in Cape Canaveral ab. 2:12 min vor dem geplanten Zeitpunkt hatte das zentrale J-​2  Triebwerk in der Zweitstufe wegen einer kavitierenden Pumpe Brennschluß. Wie nahe man dabei einer Katastrophe kam, wurde erst später deutlich. Denn die Belastungen des Triebwerks durch Schwingungen im Bereich von 16 Hz hatten eine Größenordnung von gewaltigen 34 g erreicht. Berechnungen ergaben, daß das Triebwerk gerade noch rechtzeitig ausfiel, bevor ein Versagen des Schubgerüsts zu erwarten gewesen wäre. Die Saturn V konnte den Triebwerksausfall tatsächlich fast kompensieren. Zunächst brannten die Außentriebwerke 34 s länger und auch die Drittstufe arbeitete zusätzliche 9 s. Damit erreichte Apollo 13 doch noch nahezu exakt die berechnete Parkbahn um die Erde. Nach Abschluß der üblichen Tests erhielt die Crew die Freigabe für den Abflug zum Mond. Die nächsten zwei Tage verliefen ohne größere Probleme. Doch 9 min nach dem Abschluß einer TV-​Übertragung aus der Kapsel kam es am 14.04.1970 zu einer Explosion im Servicemodul des CSM „Odyssey“. Lovell und Haise überprüften gerade den Druck in einem Heliumtank des LM „Aquarius“, als eine heftige Erschütterung das Apollo Gespann aus der Bahn warf. Warnlampen zeigten zunächst einen Spannungsabfall im Bus B des Elektrosystems an, wenig später begannen die Werte auch für Bus A zu fallen. Der Druck in den Brennstoffzellen 1 und 3 sank auf Null. 250.000 km von der Erde entfernt drohte Apollo 13 der totale Zusammenbruch der Energieversorgung. Aus Houston erging an die Astronauten die Anweisung, in die intakte Mondlandefähre hinüberzuwechseln und diese bis zur Rückkehr zur Erde als „Rettungsboot“ zu nutzen. Mit der letzten Energie der Brennstoffzellen wurden die Vorbereitungen im Kommandomodul abgeschlossen, bevor sich die Luke zwischen beiden Raumschiffen schloß. Zuvor mußten aber auch noch die Navigationswerte aus dem Bordcomputer des Kommandomoduls in den des Mondlanders übertragen werden. Denn das erforderliche Bahnmanöver für die Einleitung der Rückkehr zur Erde nach einer Hinterfliegung des Mondes mußte aus Sicherheitsgründen mit dem Triebwerk des Mondlanders erfolgen. Dieser war jedoch nicht für eine präzise Navigation im freien Raum ausgestattet. Mit den Daten aus dem CSM gelang jedoch das Manöver mit ausreichender Genauigkeit. Und während auf der Erde immer mehr Experten an der sicheren Rückkehr der drei Astronauten arbeiteten (schließlich waren 10.000 Techniker und Wissenschaftler beteiligt) und Millionen Menschen weltweit Anteil an ihrem Schicksal nahmen, versuchten sich die drei einigermaßen bequem in dem nur für den kurzzeitigen Aufenthalt von zwei Personen ausgelegten Mondlander einzurichten. Trotz der bedrückenden Umstände fertigten die drei Astronauten aus der „Aquarius“ mit ihren winzigen Fenstern sogar einige Serien von ausgezeichneten Aufnahmen der Mondoberfläche an, während sich das angeschlagene Apollo-​Gespann nun auf einer „freien Rückkehrbahn“ zur Erde befand. Noch lagen mehrere Tage Flug vor ihnen. Energie, Wasser (Trink– und Kühlwasser) sowie Sauerstoff waren außerordentlich knapp, doch mit einer ausreichenden Sicherheitsreserve im LM vorhanden. Sorge bereitete dagegen die stetige Zunahme von Kohlendioxid in der Atemluft. Sollte keine Lösung gefunden werden, drohte die Crew mit der steigenden Kohlendioxidkonzentration in der Atemluft handlungsunfähig zu werden. Im Kommandomodul gab es dagegen noch ausreichend chemische Luftfilter. Doch diese Lithiumhydroxidkanister waren eckig, die Halterungen im Mondlander aber rund. So improvisierten Techniker am Boden mit dem Material, das auch den Astronauten zur Verfügung stand, eine abenteuerliche Konstruktion aus Plastik, Schläuchen eines Raumanzugs, dem Deckel eines Handbuchs und vor allem viel Klebeband. Die „Bauanleitung“ wurde an die Crew übermittelt, die die Konstruktion nachvollzog und an das Lebenserhaltungssystem des Mondlanders anschloß. Zur Erleichterung aller sank bald das Kohlendioxidlevel in der Kabine. Nachdem so das Überleben der Crew vorläufig gesichert war, stand ein zweites Bahnmanöver an, daß die Geschwindigkeit um 940 kmh^–1  erhöhte und somit den Flug um 10 Stunden verkürzte. Das Triebwerk des Mondlanders zündete ohne Probleme ein zweites Mal. Später ergab eine genaue Überprüfung der Flugbahn aber, daß doch noch eine kleine Korrektur des Kurses erforderlich war. Diese bildete die Grundlage für einen exakten Landeanflug, mußte also mit höchstmöglicher Präzision durchgeführt werden. Doch das Anpeilen eines Sterns durch den Sextanten zur Gewinnung von Referenzwerten erwies sich als unmöglich. Zahlreiche Trümmer von der Explosion im Servicemodul umschwärmten noch immer Apollo 13 und funkelten als „falsche Sterne“ im Sonnenlicht. Der Ausweg, der schließlich ersonnen wurde, bestand darin, direkt die Sonne anzupeilen. Allerdings bedingte deren großer Durchmesser einen gewissen Fehler. Doch das war nicht zu ändern. Letztlich gelang die Ausrichtung der Trägheitsplattform mit einer Abweichung von lediglich 0,5°! Jetzt galt es, das Kommandomodul aus dem Kälteschlaf zu erwecken. Die Lufttemperatur in Apollo war auf 3 °C gesunken, Kondenswasser war auf den Paneelen gefroren. In den vergangenen drei Tagen waren am Boden die Prozeduren entwickelt worden, nach denen allmählich alle Systeme des Kommandomoduls wieder aktiviert werden mußten. Die Einhaltung der richtigen Reihenfolge war entscheidend dafür, die Batterien nicht zu überlasten und doch die jeweiligen Systeme zum richtigen Zeitpunkt verfügbar zu haben. Das penibel ausgetestete Verfahren funktionierte wie in der Simulation am Boden. Vier Stunden vor dem berechneten Landezeitpunkt wurde dann das Servicemodul abgetrennt. Erstmals sahen die Astronauten die Beschädigungen. Eine Verkleidung war ganz weggerissen, im Inneren waren nur noch Trümmer zu erkennen, Kabel hingen heraus. Der Schaden zog sich bis zum Haupttriebwerk hin. Vermutlich hatte die Entscheidung, das Risiko seiner Zündung für den Rückflug nicht einzugehen, der Crew das Leben ein zweites Mal gerettet. Apollo 13 flog jetzt in einer Konfiguration, die nie zuvor erprobt worden war: Kommandokapsel plus Mondlander. Das Lunar Module wurde erst eine Stunde vor der Landung abgetrennt. Jetzt blieb nur noch zu hoffen, daß der Hitzschild noch intakt war. Als Apollo 13 in die Atmosphäre eintrat, begann es in der Kapsel zu „regnen“ — das gefrorene Kondensat taute wieder auf. Doch der Wiedereintritt verlief mit hoher Präzision. Nur 7 km vom Flugzeugträger „Iwo Jima“ entfernt (750 m vom berechneten Idealpunkt!) wasserte Apollo 13 nahe Samoa im Pazifik. Nach 142:55 h endete damit am 17.04.1970 die Odyssee der „Odyssey“. Die drei Astronauten hatten den Flug trotz ihrer Unterkühlung bemerkenswert gut überstanden. Aufputschmittel hatten sie zuletzt wach gehalten. Alle hatten stark an Gewicht verloren und waren erheblich dehydriert. Mondlander-​Pilot Haise hatte sich zudem eine Blasenentzündung zugezogen und litt gegen Ende des Fluges zunehmend unter Fieber. Aber auch er konnte das Krankenhaus nach wenigen Tagen verlassen.
Als Ursache der Explosion wurde später von einer Untersuchungskommission der Sauerstofftank #2 des Servicemoduls ausgemacht. Dieser war ursprünglich bereits bei Apollo 10 installiert gewesen, wurde aber zu Modifikationen wieder ausgebaut. Dabei wurde er beschädigt und ging daher zurück zum Hersteller. Nach der Reparatur wurde er in Apollo 13 eingesetzt, fiel jedoch beim Countdown Demonstration Test am 16.03.1970 auf, als er im Anschluß an den Test nicht ordnungsgemäß entleert werden konnte. Schließlich wurde er entleert, indem die Heizelemente genutzt wurden, den Sauerstoff zu verdampfen. Dazu liefen die Heizelemente 8 Stunden ununterbrochen. Doch bei 1965 eingeführten Modifikationen war versäumt worden, die Heizelemente von der damaligen Versorgungsspannung 28 V auf 65 V umzustellen. Die Kontakte zweier Thermoschalter verschweißten daher und statt bei 27 °C abzuschalten arbeiteten die Heizelemente im Dauerbetrieb, wobei Temperaturen von bis zu 500 °C erreicht wurden. Die extreme Temperatur schädigte u.a. die Teflon Isolierung an den Kabeln eines Lüfters im Sauerstofftank. Als dieser nach der TV-​Übertragung der Apollo Crew eingeschaltet wurde, gab es einen Lichtbogen, der zur Explosion des Tanks führte.