离开指挥舱后，登月舱靠下降发动机向月面靠近。当它距月面不到30米时，辅助推进系统的喷焰喷到月面上卷起一股月尘。这或许可以算是远道而来的客人向月球打的第一声招呼吧。当降到距月面约9米时，阿姆斯特朗开始驾驶飞船盘旋，接着他慢慢向前移动登月舱，使其缓缓降落。终于，着陆架下的一个探测器触到了月面。之后，下降发动机关闭，“鹰”安然降落。阿姆斯特朗随即向地面报告：“休斯敦，这里是静海基地。‘鹰’已着陆。”“阿波罗”11号在月面着陆的消息在世界各地成了头条新闻。
着陆后，两位宇航员本应先睡上一觉，然后再出舱。但两人耐不住月景的诱惑，于是决定推迟休息时间，提前5小时出舱。
美国东部时间7月20日22时56分，阿姆斯特朗把他的左脚踏在了灰色的月尘中，他向地球上的同类介绍道：“月面很美，好似铺着一层碳粉，可以清楚地看到脚印。走路不怎么费劲。”因月球地质活动弱，也无风雨侵蚀，阿姆斯特朗的足迹将会在月面长存。
奥尔德林把一些设备运到月面后，也走出了登月舱。之后两人拿出一块金属纪念牌，并把它立在月面上。牌子上有世界地图，文字说明是：“公元1969年7月，地球人在此首次登月。我们为人类和平而来。”接下来，阿姆斯特朗开始收集地质样本，奥尔德林则绕着“鹰”走来走去，检查降落时船体的受损情况。两人还用相机拍摄了大量图片。此外，他们还部署了月震仪和激光测距反射仪。随后，他们又开始继续采集月样。临别前，阿姆斯特朗还在月面上尽情地跑了60米。