Po spojení s velitelským modulem se všichni vydali na zpáteční cestu k Zemi.
Trojici astronautů – velitele Neila Armstronga, pilota lunárního modulu Edwina „Buzze“ Aldrina a pilota velitelského modulu Michaela Collinse "Michael Collins (astronaut)") – v kosmické lodi Apollo 11 vynesla 16. července 1969 raketa Saturn V na oběžnou dráhu Země. V programu Apollo to byl pátý pilotovaný let a třetí let k Měsíci. O tři dny později, 19. července, přiletěli na oběžnou dráhu Měsíce. Dne 20. července 1969 se Armstrong a Aldrin v lunárním modulu spustili na povrch Měsíce a ve 20:17:40 UTC přistáli v Moři klidu ( Mare Tranquillitatis). O šest hodin později vstoupil Armstrong jako první člověk na povrch Měsíce. Společně s Aldrinem během dvou a půlhodinové vycházky nasbírali 22 kg měsíčních hornin a po 21 hodinách a 31 minutách pobytu na povrchu odstartovali zpět ke Collinsovi, který zatím čekal ve velitelském modulu na oběžné dráze Měsíce. Po spojení s velitelským modulem se všichni vydali na zpáteční cestu k Zemi. Přistáli v Tichém oceánu 24. července 1969.