60年代,美国根据它庞大的"阿波罗登月计划",先后发送了9个"徘徊号"和7个"勘测号"月球探测器,拍回了数以万计的月面照片,以后又为阿波罗载人飞船着陆,发射了5个月球轨道环行器,为它登月地点提供探测数据。与此同时,10次阿波罗载人登月试验,从不带人到近地轨道飞行、带人模拟登月飞行、到最后带人登月预演。至此美国完成了登月的一切准备。
1969年7月16日,美国"阿波罗11号"飞船,载着阿姆斯特朗,奥尔德林和科林斯三人在美国卡纳维拉尔角航天中心升天,这次飞行的目标是月球,这是人类的首航。他们经过75小时的飞行到达了月球轨道。于是由科林斯驾驶指令舱绕月球轨道飞行,而阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶登月舱于7月20日在月面近海一角降落。阿姆斯特朗第一个登上月球,奥尔德林紧随其后。他们在月面上进行实地科学考察,并把一块金属纪念牌插上月球,上面镌刻着"公元1969年7月,来自行星地球上的人首次登上月球。我们是全人类的代表,我们为和平而来。"他们在月球上兜留了二日,在完成月面考察任务以后,进入登月舱,离开月球回到月球轨道上的指令舱中,与科林斯汇合以后开始返回地球。24日安全返回地面,完成了这一次史无前例航天飞行。
从1969年到1972年底,美国总共发射了7艘阿波罗带人飞船进行载人登月飞行。除了阿波罗13号,因为服务舱氧气箱爆炸遇险而中断飞行,3名宇航员安全回到地面以外,其余6次飞月全部获得成功。18名宇航员,12名登上月球。他们在月面共逗留了302小时20分钟,行程90.6公里,带回381公斤月球的土壤和月岩标本,实地拍摄了大量月面照片。