装载着阿波罗11号的土星5号火箭于当地时间1969年7月16日9时32分在肯尼迪航天中心发射升空。为了实现这一时刻，1966年，美国国家航空航天局的年度政府拨款高达45亿美元，约为当时美国国民生产总值（GDP）的0.5%。同年，国防部的政府拨款为635亿美元。

阿波罗11号登月的准确时间是1969年7月20日下午4时17分43秒（休斯顿时间）。1969年7月21日凌晨2点56分（国际标准时间），阿姆斯特朗的左脚踏上了月球，并说： 这是一个人的一小步，却是人类的一大步。（That's one small step for man, one giant leap for mankind.） 

从60年代初期开始，“太空竞赛”的胜利“标准”被定义为率先登月。所以，从某种意义上讲，阿波罗11号的成功标志着美国在太空竞赛中的胜利。尼尔·阿姆斯特朗与巴兹·奥尔德林两人在月球表面活动了两个半小时，采集了22千克的月表岩石标本。