Вечером 21 сентября 1968 года космический аппарат приводнился в акватории Индийского океана. К приводнившемуся аппарату устремились барражировавшие рядом российские и американские корабли. Поскольку средства эвакуации СА находились только на специально оборудованном советском корабле, процесс закончился тралением и подъёмом СА на палубу корабля-хозяина. Выжившие черепахи были благополучно доставлены в Москву и поступили в распоряжение учёных. По некоторым сведениям, они живы до сих пор.
В сообщении ТАСС от 23 сентября 1968 года была дана высокая оценка проведённой работе:
«Автоматическая станция “Зонд-5”, облетев Луну, успешно возвратилась на Землю со второй космической скоростью.
Как уже сообщалось, 15 сентября 1968 года в Советском Союзе была запущена автоматическая космическая станция “Зонд-5”. После семисуточного полёта по трассе Земля — Луна — Земля станция возвратилась на Землю.
Впервые в мире советский космический аппарат, облетев Луну, успешно возвратился на Землю со второй космической скоростью, доставив большой объём научной информации.
В 18 часов 54 минуты московского времени 21 сентября 1968 года автоматическая космическая станция вошла в атмосферу Земли со второй космической скоростью около 11 тысяч метров в секунду и в 19 часов 08 минут приводнилась в расчётном районе в акватории Индийского океана.
Приводнение было совершено в точке с координатами 32 градуса 38 минут южной широты и 65 градусов 33 минуты восточной долготы. Движение станции в атмосфере на участке аэродинамического торможения проходило по баллистической траектории.
Спуск станции после аэродинамического торможения выполнялся с применением парашютной системы. Автоматическая станция вместе с научными приборами 22 сентября была поднята на борт советского корабля поисково-спасательной службы.
При полёте автоматической станции “Зонд-5” были осуществлены облёт Луны, научные исследования космического пространства в районе Луны, возвращение на Землю со второй космической скоростью и мягкая посадка в заданном районе.
В процессе полёта отрабатывались системы и агрегаты станции для маневрирования на траектории и возвращения на Землю. Системы управления полётом станции и радиотехнические средства измерения параметров её траектории обеспечили решение поставленных задач.
Программа научных исследований космического пространства и комплексных испытаний бортовых систем и агрегатов автоматической станции “Зонд-5” полностью выполнена.
Успешный полёт автоматической станции “Зонд-5” по трассе Земля — Луна — Земля, возвращение её в заданный район является выдающимся достижением советской науки и техники. Решена новая научно-техническая проблема и открыты широкие перспективы дальнейшего исследования космического пространства и планет Солнечной системы автоматическими космическими станциями с возвращением материалов исследований на Землю.
“Правда”, 23 сентября 1968 г.».
10 ноября 1968 года был осуществлён запуск корабля 7К-Л1 № 12 («Зонд-6»). Программа его полёта была в основном выполнена. Успешно выполнен облёт Луны с фотографированием её поверхности с расстояний 8000 и 2600 километров, впервые осуществлён управляемый спуск СА на территорию Советского Союза. Однако на шестые сутки полёта зафиксирована разгерметизация СА до 380 миллиметров ртутного столба, а на участке спуска давление в СА упало до 25 миллиметров ртутного столба. В результате разгерметизации СА возник «коронный разряд», приведший к выдаче гамма-высотомером ложной команды (опять гамма-высотомер!) на отстрел стренг парашютной системы на высоте 5300 метров. Удивительно, но спускаемый аппарат, пролетевший около 700 тысяч километров, упал на территории космодрома Байконур в 16 километрах от стартовой площадки, с которой корабль стартовал неделей раньше. Подобных мистических случаев «сверхточного возвращения» история космонавтики никогда не знала. В разбившемся спускаемом аппарате находилась ценная для анализа аварии информация, записанная на автономный регистратор, и фотоплёнка космических съёмок, но там же стояла система аварийного подрыва с зарядом около 10 килограммов тротила, состояние которой после удара о землю и разрушения конструкции аппарата было неизвестно. Предстояла опаснейшая сапёрная операция по извлечению неразорвавшегося, повреждённого при падении заряда.