1969年7月16日星期三，美國東部夏令時間9時32分，載著阿波羅11號飛船的龐然大物--土星五號火箭，在美國肯尼迪角發射基地突出濃煙和橙色的火焰，急劇上升了，它使地面為之搖動。震波在10秒鐘之后傳到5公里外的看臺，使鐵皮屋頂嘎吱作響，附近的窗戶都被沖開。然后，這個3000多噸的飛行器，努力克服地球的引力徐徐上升，沿著阿波羅10號開辟的天路向月球進發。第四天經過了一番緊張的操作后，準確地進入了離月面104.6公里的環繞月球運動的軌道。阿波羅登月艙和指揮艙在繞月球運動的第13圈開始分開，宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林駕駛的登月艙按時發動降落用的發動機 ，沿著一條弧形路線飛向月球。當逐漸靠近月球表面時，發動機的推力也逐漸增加，至登月艙離月面2195米，距降落地點約8公里時，根據計算機的命令將登月艙艇轉至近似直立的狀態。這是艙內的宇航員第一次精細地觀察月面目標--靜海。那是根據無人駕駛飛船拍攝的照片，選定的五處平整地點之一。當登月艙迫近降落目標時，宇航員突然發現，自動尋找目標的裝置正把登月艙帶進一個足球場大小，且充滿巨大的圓形石頭的坑穴里去。宇航員阿姆斯特朗趕快抓緊手操縱桿，調整登月艙的飛行位置，它花了19秒鐘才找到一個平整的地點。然后，這艘小船慢慢地減緩速度降落，直到登月艙里的一盞藍燈閃亮，表示等月艙以安全降落月面。在這關鍵的時刻，宇航員起著重要的作用，如果沒有宇航 員手操縱調整，而是按自動尋找目標裝置將把登月艙帶進那個充滿巨石的坑穴里，在那里降落時登月艙細長的腳可能會由于巨形圓石或意外變化而被折斷，或者降落在陡坡上，登月艙就會翻轉，宇航員乘坐的登月艙將無法起飛返航。
阿波羅11號安全降落后，指揮長阿姆斯特朗立即以極其興奮的心情，向地面控制中心報告登月艙安全降落的消息。他興奮的心情使他的心跳從平常的77次升到156次。
1969年7月20日（美國東部時間）阿姆斯特朗從登月艙出來，在5米高的小平臺上呆了幾分鐘，然后他伸出左腳，慢慢地走下扶梯，在每一級扶梯上稍微停一下，以使身體能夠適應月球重力（相當地球六分之一）的環境。他走完九級扶梯共花了三分鐘。在美國東部夏令時間下午10時56分，他用左腳疑慮地、小心翼翼地觸及月面。這是月球上的第一個人類腳印。接著他鼓起勇氣將右腳也站到月球上。這是他說：對一個人來說，這是一小步，但對人類來說，這是跨了一大步。
至此，人類幾千年來渴望登上月球的夢想實現了！這是人類歷史上的一次偉大勝利！對科學家來說，那是研究月球和地球起源與演化的一個新的里程碑。
在阿姆斯特朗踏上月球后19分鐘，奧爾德林也踏上月球，成為人類第二個踏上月球的英雄。由于現代通訊的奇跡，地球上有幾億觀眾和聽眾在電視機和收音機看到宇航員踏上月球的第一步，使人們有種“身臨其境”的感覺。從此，人類的疆域也由地球擴大到距離地球38萬公里的“島嶼”--月球。