Im Rahmen des Programms GAMBIT G³ des NRO startete am 16.05.1973 von der Vandenberg AFB eine Titan-​24 B Agena-​D der USAF. Bei ihrer Nutzlast handelte es sich um einen großen Fotoaufklärungssatelliten mit KeyHole KH-​8  Kamerasystem, das zweite Exemplar der Block-​III Baureihe. Bei einem Bahnperigäum von nur wenig mehr als 130 km lieferten diese Satelliten extrem hochauflösende Aufnahmen von ausgewählten Zielobjekten. Diese wurden mit zwei Kapseln zur Erde zurückgeführt, die gewöhnlich nahe Hawaii noch in der Luft („mid-​air“) von Spezialflugzeugen abgefangen wurden. Diese spezielle Mission erhielt unmittelbar vor dem Start noch eine einmalige Aufgabe zugewiesen. Zwei Tage zuvor war die Raumstation Skylab gestartet worden, hatte aber offensichtlich beim Start Schäden davongetragen, deren Art und Ausmaß ausschließlich anhand der Telemetriedaten nur schwer abzuschätzen waren. In dieser Situation wurde der GAMBIT Satellit dazu eingesetzt, Bilder von der Raumstation anzufertigen. Da diese jedoch auf einer höheren Bahn kreiste als der Satellit, mußte dieser für die besondere Aufgabe entsprechend ausgerichtet werden. Trotz der minimalen Vorbereitungszeit konnten sehr nützliche Informationen zu den Schäden an Skylab gewonnen werden. Neun Tage früher als ursprünglich geplant, am 21.05.1973, kehrte die erste Landekapsel mit dem bis dahin belichteten Film zur Erde zurück und wurde östlich von Hawaii von einer Lockheed C-​130  „Hercules“ noch in der Luft abgefangen. Obwohl die Aufnahmen aus Geheimhaltungsgründen eigentlich der Öffentlichkeit nicht bekannt werden sollten, fanden sie zum Mißfallen des Militärs doch ihren Weg. 30 Jahre später wurde an diesen Vorfall erinnert, als im Februar 2003 die US Raumfähre „Columbia“ beim Wiedereintritt in die Atmosphäre zerbrach und verglühte. Diskutiert wurde die Frage, inwieweit Satellitenbilder von möglichen Beschädigungen die Katastrophe hätten verhindern können.
Abgesehen von der erwähnten Glanzleistung blieb die Mission 4338 intern aber auch wegen der mit ihr verbundenen Probleme in Erinnerung. Schon der Start hatte sich wegen des erforderlich gewordenen Austauschs von Komponenten des Energieversorgungssystems der Kamera um zwei Tage verzögert. So lieferte die Astro-​Position Terrain Camera (APTC) ihre erste brauchbare Aufnahme erst während des 232. Orbits. Viele Fotos waren vollkommen unterbelichtet. Nach dem 300. Orbit kam es zu intermittierenden Ausfällen des System, die die Ausbeute weiter schmälerten. Auch ein erheblicher Teil des Filmmaterials der Hauptkamera ging verloren, als man versehentlich die Filmaufnahmespule des zweiten SRV über ihre Kapazität hinaus beschickte. Dennoch zahlte sich die Verlängerung der zweiten Missionshälfte um sieben Tage offenbar aus. Insgesamt wurde die Mission aber als großartiger Erfolg bewertet. Die Hintergründe, die zu dieser Einschätzung führten (so sie nicht ausschließlich im Hinblick auf die Rettung von Skylab zu sehen sind), unterliegen noch der Geheimhaltung.
Untergeordnete Bedeutung hatte die BIT IV-​7  Nutzlast, die auch bei dieser Mission wieder Bestandteil der Agena Ausrüstung war. Der SIGINT Signalempfänger unternahm einen Breitband-​Signalscan nach interessanten Radarsignaturen und ähnlichem.