Días antes de la misión, el piloto de respaldo del modulo lunar Charlie Duke inadvertidamente contagió a la tripulación con sarampión. El piloto del modulo de comando Ken Mattingly, resultó no ser inmune y fue reemplazado por el piloto de respaldo John Swigert.
Pruebas en tierra antes del lanzamiento, indicaron la posibilidad de que existiera un pobre aislamiento en el altamente crítico tanque de helio de la etapa de descenso del módulo lunar, así que el plan de vuelo se modificó para poder instalar dicha nave con tres horas en anticipación en el cohete de manera de poder obtener lecturas adicionales en la presión.
El tanque de oxígeno No. 2, número de serie 10024X-TA0009 había sido previamente instalado en el modulo de servicio del Apolo 10, pero fue removido para una modificación (y resultó dañado en el proceso de remoción) El tanque fue reparado y probado en la fabrica y se instaló en el modulo de comando del Apolo 13, donde se probó durante las pruebas de conteo y demostración en el Centro Espacial Kennedy desde el 16 de Marzo de 1970. De los dos tanques el No. 1 se comportaba normalmente se esperaba, pero el No. 2 tenía problemas para evaporar el oxígeno líquido con el que se realizaban las pruebas. Después de que se levantaron los reportes correspondientes y se estudió el problema, se resolvió que se calentaría el interior del tanque 2 con una serie de resistencias eléctricas calentadoras que cada tanque tenía en su interior para evaporar el oxígeno remanente. La técnica funcionó pero le tomó ocho horas a 65 volts de corriente directa para disipar el oxígeno. El hacerle modificaciones para hacer mejoras en el diseño y poderlo quitar y poner en forma mas eficiente y accesible dañó severamente los elementos calefactores internos de dicho tanque.
En el trayecto a la Luna y pasadas 55 horas y 46 minutos, la tripulación terminó una transmisión de TV en vivo que duró 49 minutos que mostraba la comodidad con la que se podía vivir en el espacio. Nueve minutos de haber terminado dicha transmisión el tanque No. 2 explotó causando en consecuencia que el tanque No. 1 fallara. Los módulos que proporcionan normalmente electricidad, agua, oxígeno y luz fallaron mientras los astronautas se encontraban a 320,000 kilómetros de distancia de la Tierra.
El astronauta John Swigert después de observar una luz de advertencia acompañada de un "bang" fue quien exclamó la tristemente famosa frase "Houston, tenemos un problema aquí". La hora: 21:08 horas del 13 de abril.
Una gran cantidad de luces de advertencia de encendieron en serie indicando la pérdida de dos de las tres fuentes generadoras de energía. Las lecturas de los instrumentos señalaban que un tanque de oxígeno estaba completamente vacío y que el segundo estaba se estaba vaciando. Trece minutos después de la explosión Lovell observó a través de la ventana de la escotilla que algo estaba escapando de alguna parte de la nave, evidencia segura de una potencial catástrofe. Era el vital oxígeno que estaba escapando rápidamente al espacio vacío. Los astronautas utilizaron al modulo Lunar como "bote salvavidas".
El modulo lunar estaba diseñado para un período de 45 horas para albergar a dos astronautas. Se necesitaban 90 horas para tres astronautas. El oxígeno no era un problema, con los tanques del modulo lunar y de los trajes que se utilizarían en la caminata lunar seria mas que suficiente, además del oxígeno de las botellas de emergencia para el amarizaje.
El verdadero problema era la energía. Las baterías del modulo lunar no eran lo suficientemente poderosas para proveer la energía requerida. Esa fue una de las tareas principales de los ingenieros para poder energizar ambas naves ahorrando energía al apagar todos los sistemas eléctricos que no fueran críticos, reduciendo el consumo a un quinto (1/5) de lo normal (80% menos), dando como resultado que al momento de la reentrada de los astronautas a la atmósfera terrestre conservaran como medida se seguridad un 20% de la energía total disponible.
El agua era el otro problema importante, se estimaba que se quedarían sin agua cinco horas antes de la reentrada a la Tierra. Gracias a los datos obtenidos del Apolo 11 (cuyo modulo lunar no se envió a que se impactara en la Luna) que mostraban que los mecanismos podrían seguir funcionando en el espacio por un período adicional de 7 u ocho horas sin agua para su enfriamiento. De esta manera la tripulación conservó agua.
Así mismo racionaron el suministro personal a seis onzas diarias (un poco mas de la mitad de capacidad de un biberón de un bebé), además de jugos de frutas que llevaban. La tripulación se deshidrató y perdieron peso: Lovell perdió 7 kilos y entre los tres un total de 16 kilos, casi un 50% más que cualquier tripulación anterior.
La remoción del Dióxido de Carbono fue otra tarea importante. Los recipientes que contienen Hidróxido de Lítio, material químico que remueve el Bióxido de Carbono de la cabina son de forma cuadrada en el módulo de comando y redonda (como un queso grande) en el módulo Lunar, de esta manera no se podían utilizar o intercambiar entre las naves. Aunado a esto recordemos que el modulo lunar estaba diseñado para mantener dos personas por dos días y se le estaba requiriendo para mantener con vida a tres personas por cuatro días. Un día y medio después del incidente, las luces de advertencia del nivel de contaminación por CO2 avisaron que se estaba llegando a niveles peligrosos. Desde tierra los ingenieros idearon y dieron a entender a los astronautas la forma de adaptar dichos recipientes con bolsas de plástico, cartoncillos, cinta adhesiva y demás material que llevaban a bordo.
Otro de los problemas críticos era el realizar un encendido de motores en el lado de la Luna donde no se puede comunicar la nave con la Tierra y viceversa obviamente por estar la Luna de por medio e impedir la transmisión de radio. Dicho encendido de motores era para que la nave aumentara su velocidad y saliera de orbita lunar y se enfilara con la suficiente velocidad hacia la Tierra. Normalmente dicha labor la realiza el módulo de comando cuando ya los astronautas han regresado de su exploración en la superficie lunar.
Siendo esta labor un punto de suma importancia y que tendría que ser realizada con extrema exactitud, se tenía el temor que existiera alguna falla que como consecuencia hiciera que los tripulantes perdieran la trayectoria correcta y nunca regresaran a la Tierra, esto es, que se quedaran vagando por el sistema solar.
El viaje se caracterizó por ser altamente incómodo en conjunto con la falta de agua y alimentos. El dormir era prácticamente imposible debido al frío, que como consecuencia del apagado de los sistemas eléctricos, la nave perdió una importante fuente de calor. La temperatura bajó hasta los 3 grados centígrados y se formó condensación en todo el interior de la nave.
Uno de los mayores logros del Centro de Control de la Misión, fue el rápido desarrollo de procedimientos para re-energizar al módulo de comando después de haber estado desactivado y a temperaturas muy bajas y reaccionar favorablemente. Los controladores de vuelo normalmente documentan toda la información en tres meses, pero en esta ocasión lo hicieron en tres días. Las paredes, piso, techo, instrumentos, arneses, cables, paneles de instrumentos (por la parte trasera también), prácticamente todo el interior, estaban cubiertas con gotas semi-congeladas de agua. De esta manera cabía la gran posibilidad de que hubiera un corto circuito al momento de energizar la nave, pero no sucedió tal gracias a las medidas de seguridad que fueron implementadas después del incendio del Apolo-1 en enero de 1967.
Faltando cuatro horas para el aterrizaje, la tripulación abandonó el modulo lunar; el centro de control insistió en no abandonarlo hasta entonces ante el temor que existiera algún daño causado al modulo de comando por el intenso frío al no estar protegido por sus paneles calefactores. Al separarse la cápsula de reingreso del modulo de comando y todavía acoplada la cápsula al modulo lunar, se pudo apreciar y fotografiar en el modulo de comando el lugar donde debería estar el panel faltante y la zona dañada por la explosión que afectó cables, conductos, sensores, tubería, etc. Tres horas mas tarde, la tripulación amarizó perfectamente en el Océano Pacífico cerca de Samoa, el 17 de Abril de 1970.
