21h05 Armstrong accélère le moteur pour ralentir le module lunaire avant de se laisser tomber sur la surface lunaire. L’atterrissage n’est pas facile. Le site qu’ils approchent est à 6 km du point cible, sur le bord sud de la mer de la Tranquillité. Voyant qu’ils s’approchent d’un cratère de la taille d’un terrain de football et couvert de gros rochers, Armstrong prend le contrôle manuel et dirige l’engin vers un endroit plus lisse. Son rythme cardiaque est passé d’une valeur normale de 77 à 156.
21 h 18 Lorsque les sondes situées sous trois des quatre patins du module lunaire touchent la surface, un voyant « contact » clignote sur le tableau de bord et Armstrong coupe le moteur de descente. Le module lunaire descend avec une secousse et Armstrong appelle immédiatement le centre de contrôle de la mission : « Houston, ici la base Tranquility, l’Aigle s’est posé. »
11:12 p.m. Tout étant en ordre, Armstrong recommande de prévoir le début de l’activité extravéhiculaire, plus tôt que prévu initialement. Le contrôle de mission répond : « Nous vous soutiendrons à tout moment. »