La misión de P 3 era situar una sonda con instrumentación científica en órbita lunar para estudiar el entorno Tierra-Luna y desarrollar la tecnología para controlar y maniobrar una sonda lunar desde la Tierra.

Inicialmente denominada Pioneer P-1, su cohete portador explotó en las pruebas de ignición previas al lanzamiento real.

La sonda todavía no estaba colocada en el cohete, así que tras cambiar de nombre y pasar a ser denominada Pioneer P-3 le fue asignado otro cohete.

El día 26 de noviembre de 1965, a los 45 segundos del lanzamiento la cofia de plástico del cohete se rompió, exponiendo a la sonda y a la tercera etapa del cohete a enormes cargas aerodinámicas.

A los 104 segundos del lanzamiento se dejó de recibir telemetría de la tercera etapa del cohete debido a su destrucción y a la de la sonda.