11 minut a 49,33 sekund po startu bylo Apollo-11 navedeno na parkovací oběžnou dráhu kolem Země. Armstrong, Aldrin a Collins si velmi pochvalovali výkon Saturnu: přes poměrně značné vibrace byl jeho let mnohem klidnější, než jejich předchozí svezení na špicích raket Titan. Titan byl koncipován původně jako nukleární nosič, proto se u něj nebral příliš velký ohled na pohodlí nákladu. Podle vzpomínek astronautů Titan neustále trhavě „čenichal“ do všech stran, jak počítač korigoval polohu a hledal svůj naprogramovaný koridor. Zato Saturn- to byla jiná káva. Přetížení během startu nepřesáhlo 4,5g, v některých fázích letu byl dokonce menší než 1g. Okamžitě po vstupu na orbit se v kabině rozběhla frenetická činnost. Neil a jeho kolegové museli během půldruhého oběhu zkontrolovat veškeré systémy Apolla, aby se ujistili, že budou moci opustit nízkou oběžnou dráhu směrem k Měsíci. Nejrušnější jsou tyto chvíle pro Mika Collinse- jako pilot velitelského modulu je odpovědný mimo jiné i za kontrolu nastavení inerciální plošiny- soustavy tří gyroskopů, které zachovávají konstantní polohu během manévrů lodi, a jsou pro její orientaci životně důležité. Kontrola nastavení se provádí zaměřením palubního sextantu na příslušný soubor hvězd. Mike s uspokojením konstatoval, že zaměření plošiny souhlasí s přesností na 0,01°. Přes veškerý ruch mají tři muži možnost na pár sekund nad Havají obdivovat východ slunce, a pak nastává okamžik pravdy. Houston oznamuje: „Apollo-11, tady Houston. Máte zelenou pro TLI (Trans- Lunar Injection- navedení na dráhu k Měsíci)!“ Astronauti jsou opět usazeni ve svých křeslech, na hlavách mají opět helmy, které předtím na chvíli odložili. 2 hodiny, 44 minut a 16,2 sekund po startu se opět zažehává motor třetího stupně S-IVB, a urychluje Apollo žádaným směrem. Když o 5 minut a 46,83 sekund později motor utichá, Apollo-11 je urychleno oproti orbitální rychlosti o 10981.7 km/h, tedy dost na to, aby se vymanilo ze spárů zemské přitažlivosti. Neil Armstrong, Buzz Aldrin a Mike Collins jsou definitivně na cestě k Měsíci.

Všechno se to seběhlo v několika okamžicích… Stroj se odlepil od země a nejdříve stoupal do výšky 150 metrů. Tam pilot snížil tah motoru, aby simuloval sestupovou trajektorii v šestkrát nižší gravitaci Měsíce. Vše probíhalo normálně, podivná příšerka s názvem LLRV klesala k betonu základny Ellington přesně po plánované dráze. Deset metrů nad zemí se LLRV zastavil a pilot začal opět stoupat k další simulaci sestupu. Už byl ve výšce 70 metrů, jenže potom se začalo dít něco neobvyklého. Stroj se sklonil přídí dolů a začal nabírat dopřednou rychlost. Pilot se pokoušel nechtěný pohyb korigovat, ale LLRV si postavil hlavu. Naklonil se doleva, evidentně mimo kontrolu pilota. Ten pochopil, že nemá jinou možnost a v téměř devadesátistupňovém náklonu zmáčknul spouště na krajích svého katapultovacího sedadla. Silný raketový motor sedadla jej skrze polystyrenovou stříšku kabiny LLRV odnesl do bezpečí. Necelé tři sekundy poté se nešťastný stroj roztříštil na trávníku vedle dráhy. Pilot dopadl jen o sedm sekund později na svém padáku opodál. Okamžitě se rozezněly sirény a k hořícím troskám a k pilotovi se rozjela vozidla záchranářů.
Když zhruba po hodině veškerý rozruch utichnul, astronaut Al Bean, který před pár minutami dorazil do práce, zvědavě nakouknul do kanceláře Neila Armstronga. „Právě jsem slyšel legrační fámu!“ Armstrong zvedl oči od papírů na desce svého stolu: „Jakou?“ Bean se uchichtnul: „Že prý ses musel asi před hodinou vystřelit z LLRV!“ Bean si byl jistý, že je to nesmysl, jinak by tady Armstrong úplně klidně neseděl nad papírováním. Neilova odpověď jej ale zaskočila: „Jo, ztratil jsem kontrolu a musel jsem se z té zatracené věci vystřelit.“ S těmito slovy Armstrong zase sklopil zrak k záplavě administrativní práce a šokovaný Bean vyklopýtal z jeho kanceláře.