1969年7月16日，美國成功發射了阿波羅11號載人飛船，這是人類歷史上第一次將宇航員送上月球。飛船上載有阿姆斯特朗、科林斯和奧樂德林三名航天員，經過75小時50分鐘的漫長飛行后，成功進入環月軌道。7月21日，宇航員阿姆斯特朗成為世界上第一個踏上月球的人，左腳踏上月球的那一刻，人類歷史翻開了新的篇章。隨后，奧爾德林也踏上了月球，他們在月面上插下了美國國旗，放置了科學儀器，并搜集了22公斤的月球巖石和土壤樣品。整個活動持續了2小時31分40秒，最終于24日安全返回地球。1969年11月14日，美國再次發射了阿波羅12號飛船，執行第2次登月任務。這次任務由康拉德、戈登和比恩三人負責。他們準確降落在離勘察者3號月球探測器僅幾步遠的地方，進行了兩次艙外活動，并安放了月面實驗裝置。他們成功采集了33.9公斤的月球樣品，還從勘察者3號上取回了照相機和一些部件。航天員在月面停留了32小時30分，飛船于24日返回地球。1970年4月11日，阿波羅13號飛船發射升空，進行第3次登月飛行。然而，在飛行56小時后，飛船因兩個恒溫器開關故障導致服務艙內的電波貯氧箱爆炸，艙內設備嚴重受損，氧氣和水也損失過半。面對這一突如其來的危機，航天員洛弗爾、海斯和斯威加特沉著冷靜，按照地面科學家的指揮和精確計算的軌道，手動操作飛船，利用登月艙的氧氣和動力，于4月17日成功返回地球。這次經歷被譽為航天史上的奇跡。此后，阿波羅計劃繼續推進。1971年1月31日，阿波羅14號飛船發射升空，兩名航天員在月球上進行了兩次出艙活動，時間長達8小時43分鐘。他們安裝了第二臺月面實驗裝置，并首次使用手推車采集了44.5公斤的月球樣品。這次任務于2月9日順利返回地球。同年7月26日，阿波羅15號飛船發射升空。兩名航天員在月球表面駕駛登月車活動，安裝了第3臺科學實驗裝置，并采集了78.6公斤的巖石和土壤樣品。他們在月面逗留了66小時55分鐘。此外，這是阿波羅計劃中首次在環月軌道上發射了一顆環月飛行的科學衛星。然而，在返回時遭遇了意外，主降落傘被吹破，但航天員們成功啟用了備用傘并安全著陸。1972年4月16日，阿波羅16號飛船發射升空。兩名航天員在月面上進行了3次艙外活動，并安裝了第4臺科學實驗裝置和第1個天文觀測臺。他們采集了豐富的樣品并持續了71小時21分鐘的活動時間。這次任務于27日順利返回地球。同年12月7日，阿波羅17號飛船發射升空并成功抵達月球。兩名航天員在月面逗留了75小時并釋放了一顆衛星。這次任務于19日圓滿結束并返回地球。