Prima școală primară frecventată de Neil Armstrong a fost Gates Elementary din Wakapento, Ohio. În 1947, la vârsta de 17 ani, Neil a urmat cursurile Universității Purdue și a obținut o diplomă de licență în inginerie aeronautică în 1955. Cu toate acestea, înainte de aceasta, în 1949, Armstrong a fost chemat la serviciul activ în cadrul marinei și și-a obținut aripile de pilot de avion cu reacție la stația aeriană Pensacola din Florida. La 20 de ani, a fost cel mai tânăr pilot din escadrila sa. Armstrong a zburat în șaptezeci și opt de misiuni de luptă în timpul Războiului din Coreea și, în calitate de pilot militar și civil, a pilotat peste două sute de modele de aeronave. Ulterior, a primit o invitație din partea NASA (National Aeronautics and Space Administration) pentru a participa la programul american de zboruri spațiale, dar s-a arătat puțin interesat să devină astronaut, deoarece adevăratul său interes era să piloteze avioane.
În 1962, Armstrong a decis să devină astronaut și a aplicat pentru selecția și pregătirea NASA. În septembrie 1962 a devenit primul astronaut nemilitar al Americii și a făcut parte din cel de-al doilea grup de bărbați aleși de NASA pentru a deveni astronauți. Mai târziu, la 16 martie 1966, Armstrong, pilotul comandant al Gemini 8, realizează prima andocare spațială între nave spațiale împreună cu pilotul David Scott. La 16 iulie 1969, la ora 9:32 A.M., Neil Armstrong, Buzz Aldrin și Michael Collins decolează de la Centrul Spațial Kennedy din Florida pentru misiunea Apollo 11. La 20 iulie 1969, la ora 22:56, cei trei membri ai echipajului aterizează pe Lună, iar Armstrong face primul pas pe suprafața lunară. În fața a peste un miliard de oameni din întreaga lume, Armstrong proclamă: „Este un pas mic pentru om, un salt uriaș pentru omenire”.
Aldrin și Armstrong petrec aproximativ două ore și jumătate colectând material lunar, efectuând experimente și făcând fotografii. Cei doi se reunesc mai târziu cu Collins în navă și se pregătesc să se întoarcă pe Pământ. În cele din urmă, la 24 iulie 1969, echipajul și nava Apollo 11 aterizează în Oceanul Pacific, la vest de Hawaii. Toată lumea și toate lucrurile sunt preluate de nava U.S.S Hornet, însă cei trei astronauți au fost puși în carantină timp de trei săptămâni pentru măsuri de siguranță. În 1970,Armstrong a fost numit administrator asociat adjunct pentru aeronautică în cadrul ARPA, dar a demisionat din această funcție și de la NASA în 1971. După aceasta, Armstrong a predat ulterior la Universitatea din Cincinnati ca profesor universitar de inginerie aerospațială timp de opt ani, până la demisia sa în 1979. Armstrong a devenit purtător de cuvânt după aceste slujbe și a fost chiar actor de voce pentru un film în 2010.