La seconda missione del Progetto Gemini era Gemelli IV. Bianco II, pilota.
Un razzo Titano spinse la capsula Gemelli ad un'altitudine di 296,1 km. McDivit e White fecero 62 orbite e la durata del loro volo fu di 4 giorni, 1 ora, 56 minuti e 12 secondi. Il veicolo spaziale Gemini pesava 3574 kg.
Il momento clou della missione è stato un EVA (attività extra-veicolare) di Ed White, in cui è uscito dall'astronave e, mentre era legato, galleggiava per 23 minuti, non abbastanza a lungo per White. In seguito ha detto che la passeggiata spaziale era la parte più comoda della missione e ha detto che l'ordine di porre fine era il "momento più triste" della sua vita.
Il bianco era attaccato alla capsula da un cordone ombelicale di 25 piedi. Inizialmente ha usato una pistola a gas tenuta in mano per manovrare. Dopo i primi tre minuti il carburante si esaurì e White si mosse ruotando il corpo e tirando il cavo.
Gli altri obiettivi principali della missione erano valutare gli effetti del volo spaziale prolungato che includeva il controllo delle prestazioni di un veicolo spaziale durante una missione di quattro giorni e la valutazione delle procedure per il riposo dell'equipaggio e i cicli di lavoro, i programmi alimentari e la pianificazione del volo in tempo reale .
Gli obiettivi secondari includevano il tentativo di mantenere la stazione e l'appuntamento con la seconda fase del Gemini Launch Vehicle ed eseguire 11 esperimenti.
Tutti gli obiettivi primari sono stati raggiunti tranne uno: il rientro controllato da computer non è stato possibile utilizzare a causa di un'alterazione involontaria della memoria del computer. Tutti gli obiettivi secondari sono stati raggiunti tranne che a causa dell'eccesso di consumo di carburante, non è stato possibile eseguire tutte le manovre di mantenimento della stazione e degli appuntamenti.
Gemini IV è precipitato nell'Oceano Atlantico il 7 giugno 1965 27 gradi 44 minuti a nord e 74 gradi 11 minuti a ovest, a circa 81,4 km dalla tentata zona di atterraggio.
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