阿姆斯特朗和奥尔德林舒了口气，他们开始通过舷窗观察他们将要着陆的平原。那是一片棕灰色的陆地，坑穴、小山、山脊、深的裂缝和古老的石块从眼前闪过。他们的目标是静海，这是根据无人驾驶宇宙飞船拍下的照片选出来的，它位于月球赤道，面对地球。
当下降到离月面约150米时，他们发现了一个惊人的情况，月面散布着巨大的石头。阿姆斯特朗赶快抓住手操纵杆。事后他说：“自动找寻目标的装置正把我们带进一个足球场大小，充满巨石和岩石的坑穴里去。”
阿姆斯特朗花了大约19秒钟寻找一处平整的地点，往下降落。鹰号徐徐下坠，座舱里一盏蓝灯闪亮，表示登月舱长腿上几支1.5米长的探针，已经碰到了月球表面。
“休斯敦，这儿是静海。鹰号已经降落。”鹰号报告。
“知道了，静海，”地面控制室回答，“你们真可把许多人险些吓死了。我们现在总算放下了心，多谢。”
阿姆斯特朗素以沉默寡言、冷静闻名，但他的心跳次数说明了他在月面上降落时的激动。他平时的心跳是每分钟77次，在引燃下降火箭时是110次，降落月球时骤升至156次。
阿姆斯特朗还不能马上打开舱门走出来。按照原定的计划，着陆后，他们应在舱内检查装置约两小时，吃完月球上第一餐约35分钟，睡眠4小时后又用餐一小时，即着陆七个多小时后才打开舱门。
阿姆斯特朗要求取消睡眠和休息，提前完成在月面的工作，休斯敦控制中心考虑之后同意了。在月球上工作的时间比原计划共提早五小时，全世界的电视台为了提前播放，乱成一团。
1969年7月20日美国东部夏令时晚上10时56分，阿姆斯特朗从鹰号登月艇通往月面的扶梯的最低一级横档上，将他穿着靴子的左脚伸下去，在月球上留下第一个人类的脚印。接着他说了一句将会写进历史的话：“对一个人来说，这是一小步，但对人类来说，这是跨了一大步。”
人与月球接触了，人类终于踏上了月球，多少世纪以来的梦想，变成了现实。地球上有几亿人在电视机前观看了这有历史意义的一步，听到了他所说的话。可以说，这一步凝结着人类科学水平和生产能力所达到的前所未有的高度。
阿姆斯特朗很慎重地一步一步往前迈进。多少年来，人们都在争论，有的说月面上覆盖着尘埃，有的说它表面上看来坚硬，实际上有许多空洞，稍一负重就会坍塌下去。可是当阿姆斯特第一脚踩下去，他证实月面很坚硬，纤细的微粒像沙子似的。
他背后背着包，那是维持生命的装置，它既向宇航员供氧，又吸收他呼出的二氧化碳。为保持体温，还要向装在宇航服内的管道输送适当温度的水。身上穿的宇航服和背上背包，再加上体重足有230千克，但月球的引力只有地球的1/6，所以走动还不困难。他告诉地球上的人：
“月球表现像黑色的煤粉。你们看，鹰号的支脚好像陷了进去，实际上它站得很稳。走路并不怎么困难，比在地面模拟训练舒服多了。你们看，我的脚踏在细细的粉状沙子上，踩进去2～3厘米。靴子的底、帮和面都粘上了这种粉尘，简直把白靴变成黑的了。”
“现在，我的背阴处。这儿很暗，但从这里可以清楚地看到日光照射处的一切。阳光非常充足。这一带特别平坦，背阴处有一点儿冷，但也没啥了不起。太阳的光线明亮，非常晃眼睛，不能直视太阳。”
阿姆斯特朗走上月球的首要任务，就是要检查一下鹰号的着陆情况，这一点在舱内是无法了解的。他得检查鹰号的四根支脚是否牢靠在落在月面，有无倾斜，松软的月面能否支撑得住，从月面上升时开动发动机是否有问题。他还必须做好的有情况马上起飞的准备。为此，他一到月面就赶紧采集在鹰号身边能顺手抓到的岩石、碎沙并放进口袋，同时抓紧拍照。
19分钟后，一直呆在舱里的奥尔德林也走出了鹰号。他在准备那些在月面上作试探和实验的设备，并把它们往下搬。
现在，两个人都在月面上了。他们掀开了安装在登月艇下降部的塑料盖，那里有个纪念牌，用薄薄的金属板制成，上面镌刻着地球东西两个半球和以下字样：“1969年7月，太阳系的行星——地球上的人类第一次在月球上留下了足迹。我们代表全人类来这里进行一次和平的旅行。”
他们在距离登月艇一段路的地方，立刻安装好另一架电视摄像机，让地球上的电视观众可以看到更多的静海景色。这是一片荒凉、空虚、大体上平坦、到处是坑穴的表面，阿姆斯特朗认为它有一种“独特的荒凉美”。
阿姆斯特朗和奥尔德林发现，在月球上步和工作，不像预料的那么累。即使穿着笨重的太空衣和背着背包，还是很容易像袋鼠那样跳跃，差不多是飘浮的单脚跳。
奥尔德林边走边说：“你真要非常小心地记住，你的重心在什么地方。有时要走两三步才能弄清楚你下面有双脚，大约要走2～4步，才能使你有个相当自然的停步。就像一名足球运动员，你必须跑到边上再往里抄一点路，才能停住脚步，前进的能力并不像在地球上走路那么自然。我现在用这种方式，走了几百步之后，可能会变得非常疲乏。不过这可能是宇航服太厚或缺少引力所致。”
阿姆斯特朗和奥尔德林的工作突然被休斯敦的召唤所打断，原来那是尼克松总统在向他们祝贺。通话是由电话两头同在一个分开画面的屏幕上作电视转播的。尼克松坐在他白宫的椭圆形办公室里，两位宇航员站在登月艇前面。
通话结束后两个宇航员又回过头来做他们的工作。他们的第一项实验是铺放一张长宽约0.9×0.3米的铝箔，以捕捉太阳外流的稀有气体，如氩、氮、氖和氦。捕捉了气体的铝箔放在一只真空匣子里带回地球研究。科学家们捕捉的这种太阳风有助于说明太阳系的起源。
接着他们安放永久留在月球上的观测仪器，奥尔德林双手提着激光反射器和月震仪，从鹰号的暗影处走过来。这些仪器在地球上有80千克重，但在月面上可以轻轻提起就走。激光反射仪有手提包大小，上面是100个纵横各10个排列起来的水晶棱镜。从地球发射的激光被它反射回去，可测出月球和地球之间的准确距离。月震仪装有太阳能电池，它记录月震波并用无线电传回地球。其灵敏度极高，它的第一个记录就是安装完月震仪刚刚离开的奥尔德林的脚步声。
阿姆斯特朗和奥尔德林的另一项重要工作是采集月球石块和土壤。他们都是受过特别训练的业余地质学家。阿姆斯特朗一下鹰号就采集了一点样品，以防万一月球上突然发生什么情况他们必须离开时，身边也有一些月球上的东西。在奥尔德林忙于其他工作时，他到离鹰号更远一点的地方采集石块和土壤，并拍摄照片。
宇航服只能允许他们稍微弯点腰，戴着手套的手只能伸到腰部，所以采集样品必须用有长柄的勺和钳。采集起来的东西被放进密封的铝匣里带回地球。
阿姆斯特朗报告，他在登月艇周围采集了大约50磅土壤和石块的样品，大部分样品是在表面挖取的，但也有深入6～7厘米的，这时土壤并无显著变化。他没有碰到坚硬的地层，但有各种各样的石块。
岩石上布满了粉，在完全真空的情况下，这些粉十分滑溜。许多石块上都布满了凹穴。宇航员开始用锤把空心管打进月面去，采集较深处的样品，因为表面的土壤在鹰号降落时因火箭发射的热力可能发生的变化。他们发现，把管子打进去6～7厘米并不困难，但再往下打就不容易了。当管子打进去20多厘米时，管子好像不再愿意往下钻，而是歪斜起来。同时他们看到，管子里的物质塞得很满，颜色很深，它粘在空心管里的样子，给人一种明显潮湿的印象。
在月球上的工作持续了大约两小时，宇航员背包里的氧气还够用一个小时，休斯敦一个劲地催促他们返回登月艇。带回地球上的月球石已足有22千克。