Первым пилотируемым космическим кораблём, вышедшим на орбиту другого астрономического объекта, был «Аполлон-8», запущенный к Луне 21 декабря 1968 года и вышедший 24 декабря на орбиту Луны. Он совершил первый в истории человечества пилотируемый облёт Луны. В его задачу входила отработка входа в атмосферу со второй космической скоростью. Важной целью были комплексные испытания командного модуля и командно-измерительного комплекса.
Запуск «Аполлона-9» состоялся 3 марта 1969 года. В ходе этого полёта была произведена имитация полёта на Луну на околоземной орбите. В ходе полёта отрабатывалась важная перестройка отсеков. Некоторые специалисты НАСА после успешных полётов кораблей «Аполлон-8» и «Аполлон-9» рекомендовали для первой высадки людей на Луну использовать «Аполлон-10», но НАСА решило предварительно провести ещё один испытательный полёт.
18 мая 1969 года в космос отправился «Аполлон-10». В ходе этого полёта к Луне была проведена «генеральная репетиция» высадки на Луну. Программа полёта корабля предусматривала все операции, которые предстояло осуществить при высадке за исключением собственно прилунения, пребывания на Луне и старта с Луны. В этот раз отрабатывалось перестроение отсеков и манёвров уже на окололунной орбите.
В составе экипажа из трёх человек был знаменитый американский астронавт Томас Стаффорд, бывший одним из 38 человек, долетевших до Луны, но так и не высадившийся на неё. Он был участником нескольких космических экспедиций, в том числе программы «Союз —Аполлон». С супругой Линдой Энн Дишман Томас Стаффорд усыновили двух сыновей в подмосковном Фряново.
Первый старт с экипажем, осуществившим высадку на Луну, осуществлён в полёте «Аполлона-11» 20 июля 1969 года. Лунный модуль прилунился в Море Спокойствия. Американский астронавт Нил Армстронг впервые в истории человечества спустился на поверхность Луны 21 июля 1969 года. Именно в этот момент он произнёс знаменитые слова: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества».
В ходе этой экспедиции было собрано 21,7 кг лунных пород. Это было первое неземное вещество, доставленное на Землю. Астронавты вернулись на Землю 24 июля. «Аполлон-11» оставил на естественном спутнике Земли телекамеру с несколькими линзами, а также флаги. Любопытный факт: в середине 1970-х годов Нил Армстронг по приглашению тогдашнего Президента Сибирского отделения Академии наук СССР Гурия Ивановича Марчука приезжал в новосибирский Академгородок. В честь его приезда в помещении Дома учёных состоялся скромный приём, на котором присутствовали академики-директора нескольких академических институтов. Удивительно, что Н. Армстронг был с большой добродушной собакой, которую он везде с собой возил.