Schirra egyike volt az Egyesült Államok első hét űrhajósának, akiket még a Mercury programra válogattak ki. 1962-ben egy Mercury űrkabinban - John Glenn és Scott Carpenter után harmadik amerikai űrhajósként - hatszor körberepülte a Földet.
Három évvel később a Gemini 6 űrhajót irányítva, űrrandevút hajtott végre a Gemini 7-tel, ami akkor abból állt, hogy egymást néhány méterre megközelítette a két űrhajó. 1968-ban a holdraszállást megvalósító Apollo-program első, előkészítő útján, az Apollo 7 fedélzetén hajtotta végre harmadik, utolsó űrrepülését.
Az amerikai űrkutatási hivatal, a NASA adatai szerint Walter Schirra összesen 295 órát és 15 percet töltött életéből a világűrben.
Mint közölték, szerdán halt meg, rákban szenvedett.