Ως διοικητής της αποστολής Apollo 11 της NASA μαζί με τους αστροναύτες Buzz Aldrin και Michael Collins, ο Armstrong πέρασε στην ιστορία όταν στις 20 Ιουλίου του 1969 έκανε τα πρώτα βήματα στην επιφάνεια του δορυφόρου της Γης, ολοκληρώνοντας ...χωρίς αμφιβολία το κορυφαίο τεχνολογικό επίτευγμα του 20ου αιώνα.
Λίγο πριν το πρώτο βήμα, εκατομμύρια άνθρωποι σ' ολόκληρο τον κόσμο που παρακολουθούσαν την εξέλιξη της αποστολής ζωντανά από τις τηλεοράσεις τους, άκουσαν τον Armstrong να ανακοινώνει ότι αυτό είναι «΄Ενα μικρό βήμα για τον άνθρωπο, ένα τεράστιο άλμα για την ανθρωπότητα».
Μετά την επιτυχημένη επιστροφή στη Γη, ο Armstrong δε συμμετείχε ξανά σε διαστημική αποστολή ενώ αποχώρησε από τη NASA τον επόμενο χρόνο για να γίνει καθηγητής μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Cincinnati.
