Ohio, 1961. Neil Armstrong est ingénieur et pilote d'essai pour la NASA. Avec sa femme Janet, ils ont deux enfants, Eric et Karen. Atteinte d'une tumeur au cerveau, Karen meurt début 1962. Neil reprend le travail, mais est temporairement écarté des vols. Puis il rejoint le projet Mercury : un groupe d'astronautes est formé dans l'optique de battre les Soviétiques dans la conquête spatiale. Les Armstrong déménagent à Houston. Un autre fils, Mark, naît en 1963. 1965. Au sein du programme Gemini (exploration de l'espace), Neil commande la mission Gemini 8. David Scott est son pilote. Un incident se produit, mais Neil parvient à reprendre le contrôle de l'appareil. Grâce à une liaison radio, Janet peut suivre son mari. 1967. Lors d'un test de décollage de la première fusée du programme Apollo (exploration de la Lune), Grissom, White et Chaffee, camarades et voisins de Neil, meurent. 1968. Lors d'un vol simulant la gravité lunaire, Neil tarde à s'extirper de l'engin et frôle la mort. Il est choisi comme commandant de la mission Apollo 11, destinée à aller sur la Lune. Janet l'oblige à assumer ses responsabilités et à parler avec ses fils avant de partir. Avec Aldrin et Collins, il décolle le 16 juillet 1969 et arrive sur la Lune quatre jours plus tard. Neil et Aldrin sont les seuls à sortir de la capsule. Neil dépose un bracelet appartenant à Karen sur le sol lunaire. Rentrés sur Terre, ils sont placés en quarantaine. Janet rend visite à Neil.