Il fut un des 7 du groupe baptisé "The Original Seven" constitué dans le cadre du programme Mercury, programme de vols orbitaux habités d'une grande importance dans la compétition que se livraient alors les États-Unis et l'Union Soviétique en matière de conquête spatiale.
Fils de lieutenant-colonel de l'US Air Force, le jeune Cooper suit ses études à Shawnee, puis à Murray, dans le Kentucky.
Engagé dans les Marines à la fin de la deuxième guerre mondiale, il rejoint la US Air Force en 1949. Après avoir suivi l'entraînement des pilotes de la US Air Force sur les bases de Perrin, au Texas, et de Williams, en Arizona, il est affecté au 86e Groupe de chasseurs-bombardiers à Munich, Allemagne. Puis, dans la deuxième moitié des années 1950, il effectue de nombreux vols en tant que pilote d'essai rattaché à la Base d'Edwards, près de Los Angeles, Californie.
En avril 1959, il est sélectionné pour le programme Mercury.
Les 15 et 16 mai 1963, il pilote la capsule Faith 7 pour la dernière mission de la phase opérationnelle du Projet Mercury. Il bat au cours de ce vol de 22 orbites le record de la mission la plus longue -34 heures, 19 minutes et 49 secondes- et il est le 1er astronaute américain à dormir en orbite.
Le 21 août 1965, il est le 1er à réaliser un second vol spatial en tant que commandant de Gemini 5, accompagné par Charles Conrad pour une mission de 8 jours.
Cooper fut également remplaçant sur les missions Gemini 12, en tant que pilote, et Apollo 10, en tant que commandant. Il quitte la NASA et l'US Air Force le 31 juillet 1970 avec le grade de colonel.
Par la suite, il dirigera ou collaborera à plusieurs sociétés dans les domaines de l'aérospatiale et de l'électronique. Il se distinguera, par ailleurs, en affirmant à plusieurs reprises avoir pu observer des OVNI au cours de différentes missions.
Gordon Cooper totalise, sur son carnet de vol, 225 heures de vols spatiaux.
Source : le livre de Tom Wolfe :
en anglais : The Right Stuff
en français : L’étoffe des héros