踏上月球前,宇航员们通过鹰号登陆舱60°视域的三角形舷窗,对着陆场进行了观察以确定安放“阿波罗计划初期科学实验组件”(EASEP) 和一面美国国旗的位置,加上舱外活动所必须的准备,消耗时间超出了计划中的两小时。最开始时,阿姆斯特朗无法顺利的背负生命保障系统背包(PLSS)通过舱门。据另外一名资深月球漫步者约翰·杨称:阿波罗登月舱曾经进行过改造以适应一个较小的舱门,而生命保障系统背包却没有随之改进,进出的困难使宇航员心率几个最高纪录都集中出现在出入登月舱时。
由尼尔·阿姆斯特朗拍摄的巴兹·奥尔德林
因为胸前安装遥控单元的阻碍,阿姆斯特朗看不到自己的脚步。在他缓缓从登月舱的9级爬梯爬下的过程中 ,阿姆斯特朗拉动了一个D字形拉环,释放了折叠状态安置于鹰号侧壁上的一个叫做模块化设备组合的设备并同时激活了电视摄像机。首次登月使用的是慢扫描电视与商业电视的组合,即画面先放映在特殊的显示器上,之后由一台普通电视摄像机对着这台显示器拍照,这种中继的拍摄方法大大的降低了画面的质量。画面信号首先由位于美国境内的金石深空通讯中心接收,但位于澳大利亚的金银花溪跟踪站获取的信号保真度更高。几分钟以后信号转接到灵敏度更高的澳大利亚帕克斯射
电望远镜。尽管直播遇到了许多技术和天气困难,首次月面舱外活动模糊的单色画面还是向全世界至少6亿人进行了直播。虽然这段视频存世数量很大,但保存于美
国国家航空航天局的原始慢扫描源版录像却在一次日常洗带操作中被毁。所幸文档录像的副本最终在登月直播的一个地面接收站,澳大利亚的柏斯被找到。
描述过月面灰尘之后(“极细,几乎是粉状”),阿姆斯特朗走下了登月舱的支脚,开始了人类首次对另外一个星球的探
索。作为阿波罗系统的工程性实验品,阿姆斯特朗首先对阿波罗11号登月舱进行了拍摄,以供工程师对登月舱降落后的情况做出判断。之后他使用安装在一根杆子
端头的采样袋进行了应急土壤采样,并将样品袋折叠塞到了右侧大腿上的储物袋中。接下来他从模块化设备组合中取出了电视摄像机并完成了一次全景拍摄,之后将
摄像机安装在距登月舱12米(40英尺)远的三脚架上。
奥尔德林随后踏上月球表面并测试了包括双脚跳在内的几种在月球表面走动的方法。尽管生命保障背包造成了一些后坠的趋
势,不过两名宇航员在保持平衡方面的问题并不严重。随后宇航员发现跨步跑是月面活动中最方便的方式,宇航员们报告称,必须得提前6、7步规划移动方向,因
为月球表面细腻的土壤很滑。奥尔德林报告说:在从阳光走入阴影的过程中,太空服内部温度没有变化,但头盔在阳光下的感觉要比阴影中暖和。
在月球上安放美国国旗之后,宇航员们与美国总统理查德·尼克松通了电话,这次电话交谈被尼克松称为“从白宫打出的最具历史性的电话”。尼克松原本准备在电话上做一个较长的演说,不过时任驻白宫的美国国家航空航天局阿波罗11号联络员的弗兰克·博尔曼说服了尼克松,最终将这次通话进行了缩减以示对肯尼迪登月遗愿的尊重。
宇航员们在月球表面安放了阿波罗计划初
期科学实验组件,其中包括一台被动式地震仪和一台激光测距反射镜。之后阿姆斯特朗在距离登月舱120米的位置对东部环形山的边缘进行了拍照,同时奥尔德林
取出了两根岩芯,取样过程中他使用地质锤敲击钻杆,这是整个阿波罗11号任务中唯一一次使用地质锤。随后两名宇航员使用铲子和带有爪的探杆进行了岩石标本
收集。因为许多工作时间都超出了预定时间,所以宇航员们不得不中途停止了记录标本的工作。
这时,控制中心用密语警告阿姆斯特朗的代谢率过高,必须慢下来。不过因为舱外活动的总体代谢率低于预期,所以任务控制中心最终允许宇航员将舱外活动延长15分钟。