Apollo 11:n laukaisuun 16. heinäkuuta 1969 kulminoitui vuosisatoja unelmointia ja yli vuosikymmen vankkaa suunnittelua, kun Yhdysvallat kävi kansakuntana kilpajuoksua Neuvostoliittoa vastaan ensimmäisen ihmisen saamiseksi Kuun pinnalle. Neil Armstrong on NASA:ssa työskentelevä lentoinsinööri, joka testaa omat suunnitelmansa myös käytännössä. Armstrongin kotielämää painaa tragedia perheessä, hänen pieni kaksivuotias tytär Karen on kuolemansairas. Armstrongin rinnalla seisoo vaimo Janet, rautaisa tahtonainen, joka huolehtii kodista ja pojista, kun poissaoleva isä ja aviomies hautautuu haravoimaan fysiikan kirjoja. Tyttären kuoleman jälkeen mies uppoutuu työhönsä entistäkin enemmän, ja pian hänelle avautuu uusia työmahdollisuuksia NASA:n avaruusohjelmassa. Menetykset ja uhraukset ovat aina siivittäneet sekä yksilöiden että yhteiskuntien huippusaavutuksia. Muutamien takaiskujen jälkeen Armstrong päätyy kapteeniksi Apollo 11 -lennolle, jonka on määrä viedä ensimmäiset ihmiset Kuuhun.