Później rozpoczął służbę w lotnictwie wojskowym. Wstępne szkolenie lotnicze odbył w bazie Webb (Webb Air Force Base) w Big Spring. W bazach lotniczych – Laughlin (Laughlin Air Force Base) w Del Rio oraz Luke (Luke Air Force Base), niedaleko Glendale, przeszedł szkolenie artyleryjsko–strzeleckie. Kwiecień 1956 – lipiec 1960 – pełnił służbę w 32 eskadrze taktycznej myśliwców (32rd Tactical Fighter Squadron), stacjonującej w bazie lotniczej Soesterberg (Soesterberg Air Base) w Holandii. Ukończył kursy w US Air Force Test Pilot School (szkoła dla pilotów doświadczalnych) w kalifornijskiej bazie Edwards. 1962 – uzyskał tytuł magistra inżyniera aeronautyki i astronautyki w Massachusetts Institute of Technology. 1975 – odszedł z wojska w stopniu pułkownika United States Air Force.
Jako pilot wielu typów samolotów wylatał 5600 godzin.
Kariera astronauty 18 października 1963 – został zakwalifikowany do trzeciej grupy astronautów NASA (). 16–17 marca 1966 – wraz z Neilem Armstrongiem odbył lot na pokładzie statku Gemini 8. 21 marca 1966 – został włączony do załogi rezerwowej pierwszego, planowego lotu załogowego statku Apollo 1.