1969年7月16日早晨，美国佛罗里达州肯尼迪航天中心，薄云笼罩的天穹渐渐清晰了，盛夏的阳光从碧空直射过来，几乎没有风。航天中心位于肯纳维拉尔角（一度曾叫肯尼迪角）上，这儿是一个三角形的海岬，凸进大西洋。航天中心在卡纳维拉尔角的沼泽地面，面积355.4平方公里。这是由于地处大西洋和墨西哥湾暖流之间，四季如夏，气温平均每天都在摄氏30度以上。
航天中心面临大西洋的第39号A发射台上，耸立着巨大的土星5号火箭，它的顶部安装着去月球的阿波罗11号飞船。火箭全长110米，箭体腹部装满了冷却到摄氏零下138度的低温液态氧。
阿姆斯特朗、柯林斯和奥尔德林拂晓时搭乘火箭旁边辅助塔的升降机，升到98米高后，鱼贯进入了指令舱中。
这时，飞船周围方圆5公里范围内，只剩下了他们三个人和一个地勤人员小组。飞船发射前最后几个小时，周围是很危险的。火箭已经装满烯料，一粒微小的火星都可能引起爆炸事故。
得克萨斯州休斯敦控制室内，几百个工作人员密切监视着各种仪器。如发现飞船上有任何细小的毛病和事故迹象，他们就会立即发出警报。
宇航员们做好了各项准备工作，发出了“一切正常”、随时准备起飞的报告。
发射场周围，却是另一番景象，真可谓人山人海。美国人已多次观看了载人的宇宙飞船的上天，但观看载人到月球去的飞船发射，还是第一次。般天中心周围早已挤满了约150万观众及从世界各地远道而来的近4000名记者。
航天中心有一条主要公路AIA公路，人们称之为宇航员之路，它贯通佛罗里达半岛南北。许多观众就拥挤在这条公路的两边。午夜2时，驶向基地的车辆就络绎不绝。车声吵醒了100多万观众。记者们也早早起床。离发射还有六小时，设在航天中心的记者席上就已座无虚席，电话声和打字声混成一片，热闹异常。
当发射倒计时至10、9秒时，装置点火；8、7秒时，“呼”的一声，第一级发动机向下喷出通红的火焰；6、5、4秒时，发动机全部开动，通红的火焰变成橘黄色喷向发射架，滚滚白烟笼罩着发射塔。3、2、1、0秒——发射！
土星5号火箭载着飞船徐徐离开地面。
在点火的一瞬间自动装置开始向发射架猛烈浇水。近3000度的高温使水立刻变成蒸汽，云雾升腾。在火山爆发似的蒸汽云雾中，火箭颤动一下腾空而起。
当500多米高的火箭离开发射架，冲向蔚蓝的佛罗里达天空时，记者席上才听到猛烈的轰鸣声，因为这里离发射架5公里远，声音要14.5秒钟后才传过来。记者席上响起雷鸣般的掌声。
几秒钟后，天崩地裂的声响消失了。闪闪发光的金黄色火焰摆脱地球、冲上天空。地面受到极大的震动，记者席朝着前后、左右、上下等几个方面猛烈晃动着。阿波罗11号加快速度，直冲云霄。
阿波罗11号发射后2小时44分，第三级火箭再次点火。不久，它按预定计划进入奔月轨道。
到达月球的路程有38万公里，需73小时。这个行程是绕圈的，而不是笔直的。换言之，宇宙飞船要沿着环绕地球和月球的狭长椭圆的外缘飞行。这时，飞船没有喷射发动机的必要了。达到距地球表面一定高度后，它就能向水平方向，以原有速度并靠惯性沿着从月球外围转过来的椭圆形轨道熄火前进，但速度逐渐减慢，飞行物也进入失重状态。
发射后九小时，阿波罗11号已离开地球8万公里，速度也降到每秒2.73公里。同时，它开始自转飞行，以每小时三次的周期慢慢自转，就像在火上烤羊肉串一样。这是由于在真空的宇宙里，向着太阳的一侧会出现摄氏100～200度的高温，背着太阳的一面会出现摄氏零下100～150度的低温，这样宇宙飞船的外壳会歪斜和弯曲，因此通过自转，它能均匀地承受太阳的热量。
又过了约一个半小时，发射后第一次电视广播开始了。这时柯林斯开了一个幽默的玩笑，他看到从窗口向地球录像的电视录像机里总是显现出蔚蓝的、波光粼粼的太平洋的海水和雪白的云朵，喊道：“喂，休斯敦！能不能把地球转一下，总是看水，太乏味了。”休斯敦控制室回答：“阿波罗11号，那可办不到。只能请你们受点委屈，看看水啦，哈哈哈……”
发射第一天的晚上，阿姆斯特朗和柯林斯睡了七个小时，奥尔德林只睡了5个半小时。
发射25个小时后，阿波罗11号飞到地球和月球正中间，离地球19.3万公里，速度减至每秒1.56公里。接着继续减速飞行，直到通过地球引力和月球引力的中和点。据计算，这次飞行的中和点离地球37万公里，离月球2.8万公里。由于速度减慢，飞到这个中和点大概还需要35个小时。
在第二天里，阿波罗11号进行轨道修正，然后是电视转播，宇航员做早操等日常活动。
阿波罗11号发射62小时后，离月球只有6.1万公里了。三位宇航员做完第三天的工作后入睡了。这时，阿波罗11号已明显的感到月球的引力。又过去八个小时后，即美国东部时间7月19日上午7时33分，飞船达到了地球引力与月球引力的中和点。月球就在眼前了。
发射后75小时50分，阿波罗进入月球轨道。它一圈圈地绕着月球飞行，宇航员们则抓紧时间做好登月的准备工作：详细检查登月舱，试验登月舱中与母舱及与地面的通讯装置，调查登月点等。
发射后81小时，阿姆斯特朗和奥尔德林从指令舱换乘到登月舱。整个工作花了两个多小时。不久，登月舱就要与母舱分离。它们的称呼也变了，不再混称为阿波罗，而是把登月舱称为鹰号，母舱称为哥伦比亚号，这样它们之间，及它们与地面三者之间联络起来更为方便。
1969年7月20日美国东部夏令时下午1时55分，鹰号脱离母舱哥伦比亚号，阿波罗11号一分为二，这是它绕月飞行进入第13圈的时候。
开始时，哥伦比亚号和鹰号稍微接开距离，但为预防万一，双方保持随时可以对接的状态飞行。过一段时间后，飞行情况良好。双方正式分离，独立飞行。
下午2时20分，鹰号得到了在月球背面点火减速着陆的命令，这样可以使鹰号循着一条长长弧形路线飞向月球。在月球背面减速着陆，意味着这时鹰号将与地面失去联系。在世界各地的导航中心和千百万家庭里，在饭店，酒吧间和旅馆里，人们坐在无线电通讯传真设备和电视机前，紧张而又焦急地等待着飞船再次从月球背面转过来。
联系恢复后，阿姆斯特朗第一问话就是“按时燃烧”。鹰号沿着弧形轨道向月面冲去。当到达离月面约15公里时，计算机指示船在99的数字上亮起了绿灯。这是示意阿姆斯特还有5秒钟时间决定降落或是返回指令舱。他按了一下“前进”钮。
但当鹰号下降到离月面只有9000米时，舱内发生了一件大事，计算机警报灯亮了，这说明计算机出现了故障。按平时的练习，警报灯一亮，指示船上会出现表示故障原因的数字符号。但这时指示船上没有出现数字，显然，这种故障是没有预料到的。阿姆斯特朗和奥尔德林竭力想研究出处理办法，拼命寻找原因。很快到了必须决定是否放弃下降的时候了，休斯敦控制中心有的人已面如土色，尤其是制造这套装置的电子计算机厂家的技术人员，更是如坐针毡，开始向上帝祈祷。
休斯敦的指令官判断出这可能是由于计算机超负荷运转造成的，命令鹰号不要什么问题都问计算机。于是计算机的警报灯熄灭了，危险排除了。后来才知道，当时宇航员们同时打开了着陆雷达，还开着与母舱保持联系的对接雷达，这些数据成了计算机的沉重负担。
