肯尼迪航天中心已聚集了大批的人。清晨4時，布勞恩來到了發射控製中心。電梯把他送上巨大的控製室。庫特·德布斯在那裏指揮著一個50多人的團隊。他們坐在一排排的儀表板後麵，透過儀表板監視著6000米外巨大航天器的每一個活動零件。
他很快就找到了庫特·德布斯，得知發射準備進展順利。在鄰近一間用玻璃圍起來的小房間裏，他戴上了收送話器，調節了耳機，審視了高掛在他麵前的幾個電視屏幕，又看了看在他跟前的幾個刻度盤，馬上進入倒數計時。
這是一個令人焦急不安的時刻，但是每一個的操作都高度專業化，進行得井井有條。
在離發射場大約6000米外，來自世界各地的要人雲集於此，急匆匆地在看台上各自找著座位。前總統約翰遜也來了。還有206名眾議員，30名參議員，19名州長，49名市長，聯邦最高法院的法官和政府的部長，69名大使，102名外國科學使節和武官，來自全世界的大約3000名記者，還有成千上萬的美國公民。
他們全都意識到，自己即將目睹重大曆史事件的發生。火箭發射要麼成功，要麼失敗，甚至可能在眾目睽睽之下在發射台上爆炸。
布勞恩以前發射過的所有“土星號”火箭，工作性能都是完美的，沒有任何瑕疵。但是這一次的任務卻非同一般，它要一直飛到月球表麵上，然後再成功返回地球。這整個任務所包含的內容遠不止發射階段，也許還有其他環節隱藏著未知的問題。
激動人心的時刻就要到了，電視屏幕上顯示，3名宇航員穩步走下高高的人行棧橋，進入高大火箭頂端的指揮艙。控製室裏的氣氛更加緊張起來。離發射隻差幾分鍾了！
通信員的聲音開始進行最後的計數。“10……9……8……”接著，“土星號”火箭第一級的5台發動機以巨大無比的推力猛烈地衝擊著發射台。這一推力等於18億匹馬力，或者大約相當於北美洲全部河流發電總量的兩倍。
氣勢雄偉的飛船徐徐上升，後來加快了速度。發射控製中心距離發射台6000米之遙，起初聽不到巨大的轟鳴聲。不一會兒，轟鳴聲傳來了，充滿了整個控製室。當巨大的白色火箭升得越來越高時，有些人擔心，5台發動機發出的“劈啪”聲會把發射控製中心的窗玻璃震破。
漸漸地，火箭消失在雲層中。廣播宣布，一切係統正常。這意味著整個火箭係統的成千上萬個部件，全都在正常地工作著。由布勞恩和政府與工業界的15萬名工程師、科學家設計和研製的，由8000家美國公司製造的零件組裝起來的巨大火箭，正在飛向月球。
以後的兩天中，尼爾·阿姆斯特朗、埃德溫·奧爾德林和邁克爾·科林斯等3名宇航員，勇敢地進行著曆史上最危險的太空旅行。全世界的人都心急如焚地在等待著。
在拋下“土星5號”的第一級和第二級，第三級第一次點火以後，“阿波羅11號”進入了繞地球的駐留軌道。在繞地球一周半以後離開地球飛向太空的最後決定做出之前，宇航員和地麵操縱員再一次對所有的係統進行了最後檢查。
7月16日中午12時16分，飛船飛越太平洋上空的時候，德布斯經休斯敦飛行控製中心同意，下令再次點燃“土星號”第三級，把航天器推向超越月球的軌道。這時，布勞恩目不轉睛地注視著。飛船的工作情況極好。當“分秒不差”準時停車得到證實時，整個發射控製室充滿了歡樂的氣氛。
另一個緊張時刻是中午12時40分。這時下達了指揮和服務艙脫離“土星S-4B”火箭的命令。宇航員掉轉航天器的方向，把月球著陸飛行器即登月艙從火箭上摘下來。由“哥倫比亞號”指揮艙和“小鷹號”月球飛行器組成的聯合飛行器，繼續向月球作慣性飛行。宇航員繼續在宇宙空間進行無動力飛行時，布勞恩正在趕往休斯敦飛行控製中心。
飛行從7月16日星期三下午14時15分持續至7月19日星期六下午13時多。宇航員做了一些中段校正，休斯敦飛行控製中心肯定他們幹得“很出色”，“軌道十分準確”。
7月19日星期六下午13時26分，服務艙的火箭發動機點火，把飛行器送入繞月球橢圓軌道，接著繞月球飛行了4個小時。下午17時42分，服務艙發動機再次點火，把“哥倫比亞號”送入一條精密巧妙的軌道，在離月球大約110千米的高度掠過月球。
尼爾·阿姆斯特朗和埃德溫·奧爾德林睡了一夜之後，爬進了“小鷹號”。7月20日星期日下午13時42分，他們和繼續待在“哥倫比亞號”裏的邁克爾·科林斯分手，為即將降落在月麵的蜘蛛狀登月艙做準備。
這次飛行的決定性時刻到來了，全世界的人都守在收音機和電視機旁。
下午15時12分，“小鷹號”下降發動機點火，飛行器開始向月麵降落。飛行控製中心裏的閃光燈不停地閃爍，表明登月艙在不斷減速，正在向月麵做弧形飛行。
但是在距離月麵一定高度的地方，閃光燈停滯在一個地方。雖然還在不停地閃光，但是下降速率停止了！對布勞恩和飛行控製中心的人來說，這最後的幾秒鍾是極為痛苦的。
“小鷹號”在很低的高度上盤旋，阿姆斯特朗還在設法把飛行器駕駛到沒有小卵石的地區，下降階段的燃料儲備已經降低到危急的程度。
“這裏是靜海基地！‘小鷹號’已經著陸！”阿姆斯特朗的聲音打破了沉寂，此刻是下午16時19分。這簡直是令人難以置信的，然而卻是千真萬確的事實。安裝在“小鷹號”外麵的電視攝影機向大吃一驚的世界證實，這不是神話。
飛行控製中心充滿了歡樂，坐在控製台後麵的每個人都拿出一麵小小的美國國旗，人們的眼睛濕潤了。
科林斯駕駛的“哥倫比亞號”繼續在上空盤旋。阿姆斯特朗和奧爾德林則在“小鷹號”裏麵待了好幾個小時。他們向休斯敦不斷報告他們透過飛行器的窗戶所看到的東西，後來，他們開始檢查重新安全地升入軌道所需要的一切複雜係統。最後，他們為走出飛行器，踏上月球這一曆史性時刻做準備。
1969年7月20日美國東部夏令時間22時56分，阿姆斯特朗站在飛船舷梯最下麵的一級階梯上，伸出他那穿著靴子的腳，在月球上踩出了人類的第一個腳印。接著，他說了一句富有哲理的、不朽的話：
這一步，對一個人來說，是小小的一步；但對整個人類來說，卻是巨大的飛躍！
27分鍾以後，奧爾德林也走出登月艙。當他走到月麵上時，第一句話就讚歎說：“啊，太美了！”他也像阿姆斯特朗一樣，很快學會了地球人不習慣的移動方法——跳躍。他倆時而用單腳蹦，時而又用雙腳跳，有些像袋鼠。
兩人在月球上放置了一塊金屬紀念牌，上麵鑲刻著：“1969年7月。這是地球人在月球首次著陸的地方。我們代表全人類平安地到達這裏”。
此時，奧爾德林和阿姆斯特朗在月麵上的活動成了前所未有的最熱門的電視節目。兩個宇航員在月麵上來回走動，開始進行科學實驗，他們調節著電視攝影機，把月球風光傳回地球。
太陽照在月球上，太空卻漆黑一片。月球水平線的弧形，和身穿閃閃發亮宇航服的宇航員一樣，白得耀眼，而兩個人和“小鷹號”投下的影子是黑的，形成了鮮明的對比。
當時，全世界都看到宇航員在月球的土地上插上了美國國旗，並且為之歡呼。接著，總統通過無線電話對宇航員講話。
阿姆斯特朗和奧爾德林在月麵上待了兩個半小時，收集了20000多克月球岩石，在放置了一些科學儀器之後，他們離開了寂靜的月麵回到飛船裏，把艙口密封好以後就開始呼呼大睡，養精蓄銳，準備踏上返回地球的旅途。
7月21日星期一下午13時55分，登月艙將嚴格按照預定時間從月球上起飛。飛行控製中心用無線電向月球發出電報：“‘小鷹號’，準備起飛。”
阿姆斯特朗用航班機長的行話回答道：“明白了，我們立即起飛。”接著，他按動電鈕，“小鷹號”就飛離了美麗而神秘的月球。
當時就在尼爾·阿姆斯特朗身邊的奧爾德林後來私下對布勞恩說，當時他聽了尼爾的回答覺得十分好笑，竟然忘了按啟動鈕，當然後來很快得到糾正。經過4個小時的謹慎駕駛，校正位置，“小鷹號”和“哥倫比亞號”對接成功，科學家們稱之為完美的航天會合，之後3名勇敢的宇航員駕駛飛船飛向地球。
許多有影響的領導人、科學家和評論員極盡褒獎之詞：曆史上最偉大的成就，人類最美妙的時刻，人類史上無可比擬的功績等。美國總統尼克鬆說：“這是自上帝創世以來世界曆史上最偉大的一星期。”
把阿姆斯特朗、奧爾德林和科林斯3名宇航員送上月球，並載著他們返回地球，大約用了一星期時間。7月16日清晨，他們乘坐“阿波羅11號”航天器從肯尼迪航天中心起飛；7月24日清晨，航空母艦“大黃蜂號”在夏威夷西南方1900多千米的太平洋上進行回收，接到了他們。
“阿波羅11號”完美的月球之旅終於圓了布勞恩兒時的夢想，這位阿波羅飛行的總設計師，運載火箭的發明人，從此時起便被人們譽為“現代航天之父”。
數以億計的人在電視機上注視著“阿波羅11號”飛行，通過收音機收聽著從月球上發來的宇航員的聲音，全世界都為之轟動。
教皇保羅六世在梵蒂岡天文台看電視的時候，舉起手，高聲說道：“榮耀屬於至高無上的上帝，願全世界善良的人們安享和平。”
捷克斯洛伐克發行了特種紀念郵票；波蘭人在克拉科夫體育場舉行了飛行塑像揭幕典禮；全世界都發出了良好的祝願。“不，這不隻是本世紀的重大事件，”《解放了的巴黎人報》寫道，“這次冒險是自從地球出現人類150萬年以來最激動人心的事業。”
尼克鬆總統看完“阿波羅11號”起飛的電視節目後幾小時，簽發了一項公告，宣布了一個全國參加月球探險日。
“‘阿波羅11號’正在飛往月球，”他在公告中寫道：“它載著3名勇敢的宇航員，還載著地球上億萬人的希望和禱告。對地球上的人來說，踩上月球的第一步，將是一個無比激動人心的時刻。人類還從來沒有進行過這種史詩般的冒險。”
對於人類征服月球的重要意義，以及這種征服在人類渴望和平和進步方麵的重要性和結果，時間將會作出證明。但是，沒有人會懷疑，1969年7月20日是迄今為止人類曆史上最重要的日子。
宇航員還在返航途中時，就有人問布勞恩和國家航空航天局的其他科學家們，美國的空間計劃下一步怎麼走。有人談到了複用航天飛機和巨大的航天站。
但是就當時而言，更重要的似乎是，1969年還要再進行一次阿波羅飛行，1970年至1972年也許還要進行8次至10次飛行。因此，大家為“阿波羅11號”的飛行員安全歸來高興了一陣之後，布勞恩、國家航空航天局的工程師和技術人員以及航空航天工業界，立即著手為計劃中的11月份“阿波羅12號”飛行做枯燥乏味的準備工作。