Критерии отбора были схожи, но не идентичны критериям отбора пилотов-астронавтов 1963 года. Необходимо было:
• Быть гражданином Соединенных Штатов;
• Иметь рост не выше 183 см (6 футов);
• Родиться 1 декабря 1929 года или позже;
• Иметь степень бакалавра в области электротехники, физики или биологии;
• Иметь 1000 часов налета на реактивных самолетах или быть выпускником школы летчиков-испытателей вооруженных сил.

Хотя напрямую в пресс-релизе НАСА это не уточнялось, но вперые в наборе к участию допускались как женщины, так и представители меньшинств. От всех кандидатов требовалось прохождение медицинского осмотра для летчиков 1-го класса, который включал требование к остроте зрения 20/20 без коррекции. Гражданским лицам и военнослужащим резерва было необходимо представить стандартную форму заявления примема на государственную службу №57 (которую можно было получить в любом почтовом отделении США). Также требовалось резюме с описанием опыта работы и академической подготовки, а все гражданские кандидаты должны были дополнительно предоставить справку об общем налете на реактивных самолетах.

Военнослужащие должны были подавать заявки через свои соответствующие рода войск, в то время как другие могли отправлять свои заявления напрямую в Отдел астронавтов в Хьюстоне, с почтовым штемпелем не позднее 1 декабря 1965 г. Военно-воздушные силы, ВМС и Корпус морской пехоты сообщили о наборе кандидатов в астронавты в своих информационных бюллетенях в октябре 1965 г. После рассмотрения заявок военные комиссии направляли в НАСА списки рекомендованных кандидатов.

В начале января 1966 г. НАСА сообщило подробности о ходе набора. До крайнего срока 1 декабря 1965 года на рассмотрение было подано в общей сложности около 5000 заявок (в том числе шесть от женщин), но только 351 соответствовал основным требованиям. В это число не вошла ни одна из женщин, подавших заявки женщин, потому что ни одна из них не обладала минимальной квалификацией (не имели необходимых часов налета на реактивных самолетах, и не были выпускниками военной школы летчиков-испытателей). Из числа тех, кто соответствовал квалификационным требованиям, 159 человек были представлены для дальнейшего рассмотрения, включая 100 военнослужащих и 59 гражданских лиц. В пресс-релизе указывалось, что будут отобраны до 15 (а не 20, как сообщалось ранее) квалифицированных кандидатов, имена тех, кто прошел отбор, будут объявлены к маю.

После дальнейшего рассмотрения рассмотрения кандидатов для прохождения «рабочей недели» медицинских обследований на авиабазе Брукс в Сан-Антонио (Brooks Air Force Base) в течение десяти дней были отобраны 44 человека. Размер группы, а также необходимость проведения плановых медицинских осмотров, были настолько велики, что они должны были прибывать на обследование в течение шести недель, с 7 января по 15 февраля 1966 г. Надо отметить, что сообщения кандиадатом о том, что прошли на следующий этап, и им в январе или феврале 1966 г. необходимо прибыть на авиабазу Брукс, рассылались еще в декабре 1965 г., но этот факт необходимо было держать в секрете.

Прошедшие второй отбор в конце февраля были приглашен на собеседования в Хьюстон. Собеседования с каждым из кандидатов проводились комиссией из семи человек. В состав отборочной комиссии входили: помощник директора по операциям с летным экипажем Дик Слейтон; главный астронавт Алан Шепард; командир Gemini 10 Джон Янг (представляющий ВМС); пилот Gemini 10 Майкл Коллинз (от ВВС), дублер пилота Gemini 10 Слифтон Уильямс (от Корпуса морской пехоты США); а также конструктор космических аппаратов Макс Фагет и офицер по подготовке астронавтов Уоррен Норт. Неделя в Хьюстоне также включала экскурсии в Центр пилотируемых полетов, а также дополнительные письменные тесты и брифинги. После завершения собеседований кандидатам сообщили, что результаты будут объявлены в начале апреля, после чего каждый вернулся на свое рабочее место.

В начале марта отборочная комиссия собралась в Университете Райса (Rice University) в Хьюстоне, чтобы рассмотреть данные, собранные по каждому из финалистов, прежде чем выбрать окончательный состав, имена которых должны были быть объявлены публично в следующем месяце.

4 апреля 1966 года НАСА объявило имена 19 новых астронавтов, которые сформировали пятую группу астронавтов и четвертую группу пилотов. Из числа ранее подававших зявления кандидатов стать астронавтома смогли пять человек. НАСА опубликовало некоторые статистические данные об отборе, которые показали, что средний возраст группы составлял 32,8 года, среднее количество лет обучения в колледже составляло 5,8, а среднее налет времени — 2714 часов, из которых 1925 часов — на реактивных самолетах. Двое из новых астронавтов имели докторские степени (Линд и Митчелл), и все, кроме двоих (Маттингли и Свайгерт), были женаты.

Список 44 финалистов, направленных на обследование на авиабазу Брукс, был приведен в книге Дэвида Шейлера и Колина Берджеса "The Last of NASA's Original Pilot Astronauts", и ниже цитируется по этому источнику.