Le 3 février 2006, les cosmonautes isolent les segments américains et russes de la station et s'enferment dans le module Pirs. Ils revêtent leurs scaphandres (Orlan-M n°25 pour McARTHUR et Orlan-M n°27 pour TOKAREV), effectuent les tests d'étanchéité, et à 22h25 GMT ils procèdent à la dépressurisation. Ils sortent du module à 22h44 GMT, McARTHUR en premier.

Dans un premier temps, les deux cosmonautes installent près du sas le matériel dont ils auront besoin pendant la sortie. Ensuite, ils extraient le scaphandre Orlan-M n°14, qui a atteint sa limite de vie opérationnelle en août 2004, et qui est utilisé dans le cadre de l'expérience RadioSkaf comme une plate-forme d'émission radioamateur.

Le vieux scaphandre, qui avait été lancé à bord de Pirs en 2001, a en effet été muni d'émetteurs radio et de trois batteries (825M3), et au cours des prochaines semaines il pourra être contacté par de nombreux passionnés d'Espace et de radio. Les cosmonautes propulsent manuellement RadioSkaf à 23h02 GMT.

Ils se dirigent ensuite vers le module Zaria, où ils démontent l'adaptateur qui avait servi à fixer les premiers éléments du mât de charge GStM-2, et qui avait été installé sur le point d'attache EFGF lors de la sortie du 20 février 2002 (MKS-4).

Ils déplacent l'adaptateur vers le PMA-3, et l'installent sur un point d'attache FRGF (Flight Releasable Grapple Fixture). Cette manœuvre est destinée à préparer la mission STS-116, lors de laquelle les astronautes vont devoir fixer un « arbre de Noël » sur l'adaptateur.

Les deux hommes se rendent ensuite auprès du Mobile Transporter (MT) afin d'installer un boulon sur le sectionneur de sécurité. Malheureusement, cette manœuvre n'aboutit pas (elle sera finalement réussie quelques mois plus tard, lors de la mission STS-121).

McARTHUR et TOKAREV retournent au module Pirs, où ils trouvent l'expérience Biorisk-MSN. Elle avait été installée par CHIAO et CHARIPOV lors de la mission MKS-10. Lors de la mission
MKS-11, KRIKALIOV et PHILLIPS avaient retiré le container n°1. Il appartient à McARTHUR et TOKAREV de retirer le container n°2 pour le ramener à l'intérieur et l'expertiser.

Les dernières tâches à accomplir consistent en des inspections de l'extérieur du segment russe, et principalement du module Zvezda. Ils regagnent le sas du module Pirs à 04h17 GMT, ferment l'écoutille à 04h27 GMT et commencent la pressurisation à 04h33 GMT. La sortie aura duré 5h53.

Pendant toute la durée des opérations sur la section RO2 du module Zvezda (la section de grand diamètre), les propulseurs du système de contrôle d'attitude étaient désactivés, de manière à éviter que l'incident qui était survenu lors de la mission MKS-10 ne se reproduise. Si le « couple fantôme » devait apparaître, la station aurait pu se passer de contrôle d'attitude pendant environ trois heures.

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