把三位宇航员乘坐的45吨重“阿波罗”宇宙飞船一举送上距离地球约39万千米的月球上，并不是一件轻而易举的事，需要强大推力的运载火箭。美国从1962年5月起，让布劳恩工作组设计运载“阿波罗”飞船用的火箭，这就是闻名世界的大推力“土星5号”火箭。经过5年紧张研制工作，终于在1967年11月9日用三级“土星5号”运载火箭载着“阿波罗4号”(重20408千克)：从肯尼迪空间中心腾空而起，从而使空间时代火箭发展达到登峰造极的程度。“土星5号”第二级装有5台发动机，每台推力6664千牛，总推力33320千牛，等于3000辆小型汽车力量的总和。由此可见，火箭发出的威力是无比强大的。火箭高110米，相当于36层楼房高度，最大直径10米，重2820吨，它能把重126吨的大型空间站送人近地轨道(前苏联1987年7月才把它的巨型“能源”号火箭首次试射成功，该火箭也只能将100吨重的空间站推到近地空间)，能把27吨重的宇宙飞船射入火星轨道(当时布劳恩已设计出载人“火星”宇宙飞船)。美国用“土星5号”发射了17艘“阿波罗”宇宙飞船及?个重76吨的天空实验室，无一次因火箭故障而失败。“土星5号”在发射时威力俨如地震时的地动山摇，曾把距离肯尼迪空间中心发射台48千米远的哥伦比亚广播公司电视塔震塌。它发出的轰鸣声与1883年印尼松达峡的火山爆发声音相似。第一级发动机产生的空气冲击波，连1770千米外的纽约帕里萨得塞的拉蒙特多尔蒂地质观测站的仪器都能探测出来。
“阿波罗1号”至“阿波罗5号”宇宙飞船的任务是完成准备飞行工作。1968年4月4日，不载人的“阿波罗6号”进入地球轨道；同年10月11～22日，“阿波罗7号”载着三名宇航员绕地飞行163圈，历时26小时9分，验证了“阿波罗”飞船载人的能力；同年12月21～27日，“阿波罗8号”载着三名字航员第一次飞到距月球112千米的高度，巡视月面及其着陆点周围环境，并从的月轨道上拍回了地球电视图片，之后返回地球，溅落在太平洋夏威夷附近海面上；1969年3月3～13日，三名宇航员乘“阿波罗9号”第一次绕地球飞行，试验“阿波萝”的指令舱和服务舱，评价月球舱，是一次地球轨道的登月预演；同年5月18～26日，“阿波罗10号”带着三名宇航员飞到离月面15千米的上空，进行会合、对接、分离，以及返回地球飞行。1969年7月16日，美国向全世界宣布：1969年7月的日，载着三名宇航员的“阿波罗11号”(指令长尼尔·阿姆斯特朗，月球舱驾驶员埃德温。奥尔德林，指令舱驾驶员迈克尔·柯林斯)将进行首次登月活动。