在距離地球50，000英裏的地方，柯林斯操縱著名為哥倫比亞的指揮艙，面對著名為老鷹或簡稱L-M的脆弱登月艙。哥倫比亞和鷹壹勾上，土星三級就被放棄了。周四，即航行的第二天，他們啟動了哥倫比亞號的發動機，這使他們能夠在周六進入距離月球背面69英裏的軌道。肯尼迪角時間周五下午，阿姆斯特朗和奧爾德林爬上兩個飛行器之間的管道，進入登月艙鷹。當天黃昏，宇航員進入月球重力場。這時候，他們離月球不到四萬四千英裏，而且速度越來越快。
周六下午，他們減速到每小時3736英裏，進入繞月軌道。空中交通控制站(他們的無線電報與休斯頓的美國國家航空航天局裝載宇宙飛船中心聯系)在7月20日周日早上7: 02叫醒了他們，因為這是預定登月的壹天。在“鷹”模塊中，阿姆斯特朗和奧爾德林為登月艙著陸伸出了四條醜陋的腿。空管站告訴他們，“妳們可以完全離開碼頭了。”於是，登月艙與哥倫比亞號分離，阿姆斯特朗說:“老鷹已經長出翅膀了！”下午3點08分，他啟動了宇宙飛船的引擎，於是他們飛到了月球上的靜海。
他們進入了距離月球表面9.8英裏的低軌道，在充滿山脈和隕石坑的可怕的月球荒野中飛行。這時，休斯頓的壹臺電腦開始在他們的儀表板上閃爍，提醒他們。現在他們離目的地如此之近，當然不能回頭，於是他們按照休斯敦壹位年輕指揮官的指示向前飛去。阿姆斯特朗手持操縱器，“嗡嗡”的奧德林不斷讀出儀器上顯示的航行速度和高度。他們在下降的最後壹刻遇到了壹些麻煩。當阿姆斯特朗發現他們將在廣闊的難以接近的西部隕石坑著陸時(之所以這樣叫是因為他們在目標以西4英裏)，鷹模塊和月球之間的距離不到500英尺。他飛到了隕石坑外面，但計劃外的旅程延長意味著他的燃料即將耗盡；他必須馬上做出決定，要麽翻過去，要麽冒著墜機的風險。就在這時，他面前的儀表盤上出現了兩道白光，顯示著觸摸月球的字樣。老鷹號已經著陸了。
他說:“休斯頓，這裏是靜海基地，鷹模塊已經著陸。”現在是7月20日星期日，1969，東部夏令時下午4點。在檢查儀器三個小時後，兩名宇航員問休斯頓，如果沒有預定的四小時休息，他們現在是否可以下飛機。休斯頓回答說，“我們支持妳的行動。”他們穿上價值30萬美元的宇航服，這降低了登月艙的壓力。然後，阿姆斯特朗背朝外，開始從第九個梯子上慢慢下降。第二步，他拉了壹根繩子，打開了電視攝像機的鏡頭，讓5億人看到他小心翼翼地降落到荒涼的月球上。
他的九號半B靴接觸到了月球表面。他說，“這是壹個人的壹小步，卻是人類的壹大步。”現在是下午10，56分20秒。他在地上拖來拖去。他說:“月亮的表面又細又粉，像炭粉壹樣壹層壹層地覆蓋在我的鞋底和鞋面上。我踩了不到壹英寸深，也許只有八分之壹英寸，但我可以看到我在沙子般的地面上的腳印。”
阿姆斯特朗把壹些細粉放進了他宇航服的褲兜裏。然後，下船19分鐘後，奧爾德林走過來對他說:“美麗，美麗，壯麗而荒涼的景色。”阿姆斯特朗將壹根木樁打入土壤，並在上面安裝了壹臺電視攝像機。看起來像蜘蛛的“鷹”艙距離攝像機60英尺，位於電視圖像的中心。背後是外太空永恒的黑夜。這裏的重力是六分之壹個g，只有地球上重力的16.6%。電視觀眾看到這兩個人像羚羊壹樣跳來跳去，並聽到奧爾德林說:“當我快要失去平衡時，我發現恢復平衡非常自然和容易。”他升起壹面三英尺長、五英尺寬的美國國旗，用鐵絲系在旗桿上；奧爾德林向它敬禮。他們還儲存了壹個裝有76個國家領導人發來的電報的容器，以及壹塊不銹鋼牌匾，上面寫著:“來自地球的人於1969年7月首次踏上月球。我們代表全人類和平地來到這裏。”
與此同時，全世界都在關註月球。從澳大利亞到挪威，從堪薩斯到華沙，人們把耳朵貼在收音機上或在電視上觀看重要事件。據估計，電視觀眾約有6億人，占地球總人口的1/5。即使在對美國不友好的國家，廣播電臺也以贊賞或至少公正的態度報道了這次登月任務的消息。