1947年，他获得以美国海军四星上将霍洛韦命名的“霍洛韦计划奖学金”，在普渡大学学习航空航天工程，学习2年后入伍海军服役3年，然后再完成大学最后2年的学业。在海军服役的最后一年，他加入朝鲜战争。作为飞行员，他获得过空军功劳奖章，一颗金星。
22岁退役后他回到大学，取得了大学阶段最好的成绩。不过，看来他的大学成绩不算特别优秀，GPA（平均绩点）是4.8，而满分是6，在百分制中相当于80分。在以后的17年职业生涯中，他先后成为工程师、试飞员、宇航员、美国国家航天咨询委员会的官员以及美国航空航天局的官员。
阿姆斯特朗乘坐的阿波罗11号的任务是人类登月，飞船上的宇航员共有3位，阿姆斯特朗是11号的指挥，登月舱驾驶员是巴兹·奥尔德林，指令舱驾驶员是迈克尔·柯林斯。
1969年7月16号，阿波罗11号由土星5号火箭运载升空，飞船沿地月过渡轨道飞行2天半后接近月球，进入环月轨道。阿姆斯特朗和奥尔德林进入登月舱，而柯林斯留在指挥舱内继续环月飞行。
1969年7月20日协调世界时（世界标准时间）20点17分39秒，登月舱在月表着陆。数小时后，阿姆斯特朗首先出舱左脚落地，说出那句着名的话：“这是一个人的一小步，却是人类的一大步。”
有三个有意思的细节。
第一，在阿波罗11号发射前，奥尔德林认为他应该先踏上月球，可是在模拟试验时，奥尔德林必须爬过阿姆斯特朗才能率先登月，引起不必要的麻烦，所以后来决定还是阿姆斯特朗第一个踏上月表，从而使得他成为一位标志式的英雄。
第二，两位宇航员在外面待了2个半小时后回到登月舱，在准备重新起飞时发现，他们的庞大的太空服不小心碰断了起飞发动机的点火开关，他们用了一支笔顶断断路器才将登月舱点火。
第三个细节最有意思，与阿姆斯特朗那句名言有关，这句名言的原文是“That‘s one small step for [a] man, one giant leap for mankind”，之所以将a放在括号中，是因为这句话传到地球时，没有人听到这个单词。
如果阿姆斯特朗没有说出这个字母，那么这句名言就是一个病句，因为man和mankind都代表人类，而a man才是一个人。后来，一些专家研究后发现，其实阿姆斯特朗说了这个字母，只是因为静电的原因没有传回地球。出于低调，阿姆斯特朗坚持以后的引用将a用括号括起来。
在美国的阿波罗计划中，共有32位宇航员参与了载人计划，其中24位离开地球轨道进入环月轨道，12位完成了在月表的行走，6位在月表上驾驶了月球车。作为阿波罗17号的宇航员，尤金·塞尔南是最后一位登上月球的人，时间是1972年12月。
美国在1972年之后再也没有回到月球，但没有停止探索太空。
阿姆斯特朗不再做宇航员后改为从教。他觉得自己学历低（硕士），因此拒绝了其他一些大学的教职，在较小的辛辛那提大学航空航天系任教。任教8年后，在不加解释的情况下又突然离开学校。他在南加州大学获得硕士学位，时间是1970年，那时他已经40岁了。
阿姆斯特朗是一位极其低调的人，作为普通人眼中的英雄，在得知有人出售他的签名后，他不再愿意为人签名。一个有意思的故事是，为他理了20年头发的理发师有一次将他的头发以3000美元出售，他威胁理发师如果不将钱捐出他将把他告上法庭。
这个太空中的英雄，最终生活在地球上并以地球上的人类幸福为事业。
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