Como comandante del Apolo 11, la primera misión pilotada a la Luna, Armstrong ganó la distinción de ser la primera persona en alunizar y poner pie sobre la superficie lunar. El 16 de julio 1969,Armstrong, Michael Collins, y Edwin E. «Buzz» Aldrin comenzaron su viaje a la Luna. Collins fue el piloto del módulo de mando. Aldrin, un experto en sistemas, fue el piloto del módulo lunar y se convirtióen el segundo ser humano en caminar sobre la Luna. Como comandante del Apolo 11, Armstrong pilotó el módulo lunar y logró un aterrizaje seguro sobre la superficie lunar. A las 2:56:20 (TiempoCoordinado Universal) del 21 de julio de 1969, Neil Armstrong pisó la Luna y pronunció su famosa frase: “Es un pequeño paso para un hombre, pero un gran salto para la humanidad” (orig.: «That’s one smallstep for a man, one giant leap for mankind»). Aldrin y Armstrong estuvieron cerca de dos horas y media caminando sobre la Luna, recogiendo muestras, haciendo experimentos y tomando fotografías. El 24 dejulio de 1969, los tres hombres aterrizaron en el Océano Pacífico y fueron recogidos por el portaaviones U.S.S. Hornet.
Los tres astronautas del Apolo 11 fueron honrados con un desfile en la ciudadde Nueva York tan pronto regresaron a la Tierra. Armstrong recibió la Medalla de la Libertad, la distinción más importante ofrecida a un civil de los Estados Unidos. Otras distinciones de Armstrongrecibidas al finalizar su misión incluyeron la Medalla a la Distinción por Servicio de la NASA, la Medalla al Servicio Excepcional de la NASA, 17 medallas de otras naciones y la Medalla de Honor delCongreso Espacial.
Hacia principios de la década de 1970 Armstrong accedió al cargo de vice-administrador asociado para la división de Aeronáutica de las Oficinas Centrales de la NASA, en Washington,D.C. En ese puesto fue responsable de la coordinación y administración del trabajo de investigación y tecnología general de la NASA relacionado con la aeronáutica.
Después de abandonar la NASA…