Lúc còn trẻ, Armstrong luôn luôn quan tâm đến việc bay. Lúc 16 tuổi, Armstrong đã có bằng lái máy bay, trước cả khi ông có bằng lái ôtô. Những năm sau đó, ông trở thành Học viện Không quân của Lực lượng Hải quân Hoa Kỳ, rồi tham gia chiến tranh ở Triều Tiên.
Trong những năm 1950, ông là phi công thử nghiệm cho NASA (Cơ quan Hàng không và không gian Hoa Kỳ) và Armstrong chính thức tham gia chương trình không gian gian của Mỹ năm 1962. Năm 1969, ông tham gia phi hành đoàn cùng Aldrin và Collins trong chuyến du hành vũ trụ trên phi thuyền Apollo 11. Và ngày 20-7 cùng năm, Armstrong trở thành người đầu tiên của loài người đi bộ trên mặt trăng. Ông nói một câu nổi tiếng:" Đây là một bước nhỏ bé của con người, nhưng là một bước khổng lồ của trí tuệ loài người".