V 13:32 UTC odstartoval z rampy 39A na Kennedyho vesmírném středisku nosič Saturn V. Pět motorů F-1 prvního stupně vyvinulo tah 34 500 kN a vyneslo 2 975 tun těžkou raketu vzhůru — začátek osmidenní cesty na Měsíc a zpět.
Start sledovalo přímo na místě přes milion diváků a stovky milionů dalších u televizních obrazovek. Během prvních dvanácti minut Saturn V odhodil dva stupně a dopravil loď na parkovací oběžnou dráhu ve výšce 185 km. Po jednom a půl obletu Země provedl třetí stupeň S-IVB zážeh TLI a nasměroval Apollo 11 k Měsíci.
Přetížení při startu dosáhlo maxima kolem 4 g. Posádka — Armstrong, Aldrin a Collins — snášela vibrace prvního stupně, o nichž astronauti říkali, že „drncají zuby". Po vyhoření prvního stupně nastal náhlý klid, jak převzaly řízení tišší motory J-2 vyšších stupňů.
Z palubní komunikace
„Zdvih! Máme zdvih, 13 hodin 32 minut. Věž volná." — hlásil komentátor startu.
NASA Apollo 11 Mission Report · Apollo Lunar Surface Journal · NASA Image and Video Library — úplný seznam na hesle Apollo 11