1969年7月16日9點，裝載著阿波羅11號的土星5號火箭，在美國甘迺迪航天發射中心升空。12分鐘後，火箭進入軌道。環繞地球一圈半後，第三級子火箭點火，太空飛行器開始向月球航行。30分鐘後，指令/服務艙從土星5號分離，在轉向後與登月轉接器中的登月艙連接。此後太空飛行器進入地月轉移軌道，前往月球。
阿波羅11號是美國國家航空航天局的阿波羅計劃中的第五次載人任務，是人類第一次登月任務。三位執行此任務的太空人分別為指令長尼爾·阿姆斯特朗、指令艙駕駛員麥可·科林斯與登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林（從左往右）。
阿波羅11號於7月19日經過月球背面，很快點燃了主火箭並進入了月球軌道。在環繞月球的過程中，三名太空人在空中辨認出了計劃中的登月點。阿波羅11號的登陸點在寧靜海南部，在Sabine D環型山西南20千米處。這個登陸點被選擇的原因是它比較平整（來自於遊騎兵8號、測量員5號以及月球軌道器提供的信息），也就不會在降落和艙外活動時製造太多困難。登陸之後，阿姆斯特朗把登陸點稱做「靜海基地」。
7月20日18:11，當飛船在月球背面時，呼號為「鷹號」的登月艙從呼號為「哥倫比亞號」的指令艙中分離。科林斯獨自一人留在「哥倫比亞」上，在鷹號繞垂直軸旋轉時仔仔細細地檢查了一遍，以確保這個飛行器一切正常。檢查過後，科林斯做了一個簡單的告別手勢——「兩位多加保重」——便離開了。兩名太空人的準確登陸時間是1969年7月20日下午4時17分43秒（休斯頓時間）。
奧爾德林在月球上留下的鞋印。這是一個測試月球表面風化層的實驗的一部分。在完成任務後，奧爾德林先爬進了登月艙，之後兩名太空人一起用一種叫做月面器材傳送帶的扁平索滑輪裝置費力地將拍攝的膠片和2個裝有21.55千克月面樣本的盒子運進登月艙。阿姆斯特朗隨後跳上爬梯的第三級，並爬進了登月艙。準備返回。
太空人們於7月24日返回地球，並受到了英雄般的歡迎。在降落約一小時後，太空人們被回收直升機發現，之後太空人們進入了一個用做隔離設施的拖車。尼克森總統親自登上了回收船歡迎太空人返回地球。1969年8月13日，太空人們離開了隔離區並接受美國民眾的歡呼，同一天在紐約、芝加哥和洛杉磯都進行了為他們慶祝的遊行。