O capitão Cernan foi um dos 14 astronautas selecionados pela agência espacial em 1963. Em 1966, participou da missão Gemini IX, comandado por Tom Stafford. Tal contato entre astronatas foi importante, já que ambos participaram na missão Apolo 10, em 1969.

Depois, Cernan foi comandante da nave espacial de apoio da missão Apollo 14. Fez seu terceiro voo espacial pela Apollo 17, última missão tripulada dos Estados Unidos para a Lua em 1972.

Ao todo, de acordo com a Nasa, o astronauta completou 566 horas e 15 minutos no espaço. Destas, 73 horas foram gastas na Lua. Cernan se aposentou em 1976 após mais de 20 anos na Marinha dos Estados Unidos - na mesma época, encerrou seus trabalhos na agência espacial.

Gene, como era conhecido, era casado com Jan Nanna Cernan. Tinha como hobbie o interesse pelos cavalos e outras atividades, como caça e pesca. Deixou três filhas e um neto.