Январь сменился февралем, а техники НАСА теперь пытались устранить утечку топлива в ускорителе «Атласа». Решив эту проблему, НАСА назначило запуск на 15 февраля — и опять безуспешно, из-за наступившей ненастной погоды. Наконец наступило многообещающее 20 февраля — не было явных технических отказов, и была великолепная погода. Отсрочки, которые назначались при полном стечении народа, усилили общее понимание того, что Соединенные Штаты действительно отстают от русских. Годом раньше русские совершили два орбитальных полета. Первый полет, совершенный Юрием Гагариным, стал поразительным событием — человек впервые полетел в открытый космос. Герман Титов во время своего полета 17 раз облетел Землю. Но даже опережаемое русскими НАСА настойчиво шло по намеченному пути, уверенное в гарантированности конечного успеха, и стремилось убедить в этом же общественность.
Гленн сочетал в себе самоотверженность и пыл летчика-испытателя. Многим он казался настоящим олицетворением героической ауры, окружавшей астронавтов проекта «Меркурий». Гленн знал о риске, связанном с запуском 20 февраля. В то время он не упоминал об этом преследовавшем его призраке, но спустя десятилетия признался в донимавших его сомнениях, которые он и другие испытывали относительно ракеты-ускорителя «Атлас». Это общее дурное предчувствие возникло в связи с инцидентом во время первого месяца их подготовки, когда вся команда астронавтов «Меркурия» прибыла на мыс для наблюдения за запуском ракеты «Атлас». В то время «Атлас» претерпел ряд модификаций, приспосабливающих его для использования в качестве ракеты-носителя будущих полетов по проекту «Меркурий». Этот процесс подгонки для пилотируемых полетов казался завершенным или почти завершенным.
Для запуска «Атласа» астронавтов поместили на операторскую площадку всего лишь в 365 м от стартового стола. Ясная и безоблачная ночь прекрасно подходила для наблюдения за запуском с этого идеального наблюдательного пункта. В момент зажигания яростная сила ракетных двигателей с могучим ревом вытолкнула «Атлас» в небо. Ослепительный свет от ракетной струи осветил огромную территорию стартовой площадки, и «Атлас» безукоризненно последовал по запланированной траектории вверх, в ночное небо. Затем на высоте около 11 км в точке максимального скоростного напора, или максимального аэродинамического давления, ракета внезапно взорвалась. Со слов Гленна, это выглядело, будто взорвалась атомная бомба. Попытка вселить уверенность в астронавтов и упрочить доверие к программе «Меркурий» провалилась. НАСА продолжало совершенствовать «Атлас», в итоге удалось добиться успеха и превратить ее в надежную ракету. Однако, как позже признался Гленн, воспоминания об этом злополучном ночном запуске засело в его памяти, когда в то февральское утро он вступил на борт корабля «Фрэндшип-7».
Гленн терпеливо переждал 2 часа 17 минут предстартовых задержек, но когда двигатели «Атласа» с ревом ожили, «Фрэндшип-7» медленно поднялся со стартового стола на мысе Канаверал в мощном облаке огня и дыма и всего лишь за 13 секунд достиг околозвуковой скорости. Через 2 минуты 14 секунд полета двигатели ускорителя отключились и были сброшены. По расписанию система аварийного спасения тоже была сброшена. Когда космический корабль слегка наклонился в плоскости тангажа, Гленн впервые увидел Землю с орбиты. Даже когда он следил за контрольными приборами и совершал необходимые проверки систем, он находил время, чтобы выглядывать в иллюминатор своей пилотской кабины и фотографировать с орбиты разворачивающиеся перед ним картины. Когда «Фрэндшип-7» приблизился к Атлантике, стали видны Канарские острова и далекие берега Африки. Небо над ним стало черным, его необъятный купол обрамлял далекий горизонт со своими постоянно меняющимися оттенками синего цвета. Когда он посмотрел вниз, то увидел плотные формирования облаков. В это время, находясь в невесомости, он двигался по орбите со скоростью около 28 000 км/ч на высоте 200 км над поверхностью планеты. Взлет и первые этапы полета прошли благополучно. Отделившаяся ракета «Атлас» теперь следовала позади корабля «Фрэндшип-7», хаотически кувыркаясь и медленно исчезая из поля зрения. Сообщение Гленна в Центр управления полетом, что вид «потрясающий» было слишком лаконичным и никоим образом не соответствовало волнующему событию полета вокруг Земли.