Apesar de os astronautas terem levado quatro dias para chegar até a Lua, o tempo de permanência na superfície não seria tão longo e os engenheiros trabalhavam com três possibilidades preestabelecidas: dois minutos, dez minutos ou duas horas, sendo que as duas primeiras possibilidades ocorreriam caso algum equipamento vital fosse danificado.
Clique para ampliar
Prevendo a possibilidade de terem que partir antes do tempo, uma primeira amostra de material rochoso foi recolhida da superfície logo nos primeiros momentos, mas a checagem da nave indicava que tudo estava em ordem e o tempo de duas horas na superfície estava confirmado.
Vinte minutos depois da sonda tocar a superfície é a vez de Buzz Aldrin descer da cápsula e experimentar o solo lunar. "Que vista maravilhosa!". Mesmo Armstrong concordando com ele, instantes depois, ao reparar a solidão do local, reavalia: "Maravilhosa desolação...".
As primeiras atividades são marcadas por trabalhos burocráticos, especialmente relacionados à instalação de uma antena transmissora de alto ganho e de uma câmera panorâmica de TV, ambas responsáveis por enviar as imagens à Terra.
O primeiro experimento científico é realizado somente trinta e nove minutos depois do pouso, quando Neil Armstrong desembarca um pacote de instrumentos. O primeiro a ser montado é um coletor de vento solar, uma espécie de tubo com uma tela que coleta partículas carregadas vindas do Sol e que será trazido de volta à Terra. Na sequência, auxiliado por Aldrin, hasteia a bandeira americana.
Clique para ampliar
Os trabalhos continuam e após conversarem por dois minutos com o presidente Richard Nixon, os astronautas descrevem subjetivamente a coloração das rochas e paisagens e avaliam os efeitos da sombra e do Sol no interior do traje espacial. Em seguida retornam para junto do Módulo Lunar, onde checam e fotografam as pernas da cápsula, parcialmente enterradas na areia.
Momentos mais tarde Armstrong instala um sismômetro passivo para registrar o movimento sísmico do regolito e um refletor de raios laser usado posteriormente para medir com precisão a distância e afastamento da Lua. Os painéis solares do sismômetro são abertos rapidamente, mas Armstrong gasta cerca de 15 minutos para nivelar o aparelho, que teima em tombar lateralmente.
Clique para ampliar
O trabalho é realizado com sucesso e alguns minutos depois os sinais do sismômetro são captados pela gigantesca antena de Goldstone e seu funcionamento é confirmado pelos cientistas. Os dois aparelhos serão deixados na superfície da Lua e enquanto estiverem ativos enviarão dados constantemente para a Terra. Até hoje o refletor de raios laser é usado em diversos experimentos científicos.
Já se passaram quase duas horas desde que a Apollo 11 pousou na Lua e Neil Armstrong e Buzz Aldrin são instruídos a realizarem a última coleta de amostras de solo antes de desmontarem o coletor solar e voltarem ao Módulo Lunar. Enquanto Aldrin quebra as rochas com um pequeno martelo de geólogo, Armstrong documenta todo o processo através de fotografias e ajuda o companheiro a armazenar as amostras dentro de um tubo.
As atividades em solo estão finalizadas e Aldrin é o primeiro a retornar à cápsula. Armstrong entrega a ele as amostras recolhidas e o experimento solar e em seguida também entra na cápsula. A estadia na Lua está terminada, mas a partida só ocorrerá 10 horas mais tarde, após um período de descanso e checagem de equipamentos.
Era madrugada do dia 21 de julho. Cem quilômetros acima da superfície a nave Columbia continuava em órbita, aguardando o momento para o reacoplamento. Após ouvir do capcom Bruce McCandless que Armstrong e Aldrin já estavam dentro do Módulo Lunar e que tudo tinha corrido como o planejado, Michael Collins não se conteve e exclamou "Aleluia!".