Bereits von Oktober 1960 bis Mai 1961 wurden Machbarkeitsstudien für das Mercury-Nachfolgeprojekt Apollo durchgeführt. Dazu hatte die NASA im Juli und August 1960 mehrere Konferenzen veranstaltet, bei denen Verträge für sechsmonatige Machbarkeitsstudien zu einer Mondumkreisung angeboten wurden [BGS1979, S. 15].

Die Zuschläge für diese Studien erhielten schließlich Convair/Astronautics, General Electric und die Martin Company [BGS1979, S. 16-17]. Die Studien waren im Mai 1961 beendet und die drei beteiligten Unternehmen stellten ihre Designs für mögliche Raumfahrzeuge vor. Nur eine Woche nach Ende der Machbarkeitsstudien hielt Kennedy dann seine Rede vor dem Congress; das Apollo-Programm bekam dadurch nun eine enorme Bedeutung. Doch die NASA war zu dieser Zeit noch nicht wirklich auf ein solches Mammut-Unternehmen vorbereitet. Neue Einrichtungen, qualifiziertes Personal und industrielle Vertragspartner wurden benötigt. Im weiteren Verlauf des Jahres wurden Komitees und Arbeitsgruppen gegründet, neues Personal eingestellt und die Hauptbereiche des Programms festgelegt, in denen externe Vertragspartner benötigt würden. Der erste Vertrag ging, wie bereits in der Einleitung erwähnt, an das MIT Instrumentation Laboratory und betraf das Navigationssystem [BGS1979, S. 38ff].

Nachdem auch die weiteren Verträge, wie z.B. die für Mondlandefähre, Kommandokapsel und andere Teilaspekte des Apollo-Programms an die einzelnen Institutionen und Unternehmen vergeben waren, gingen die eigentlichen Entwicklungsarbeiten los. Die ersten Zeitpläne für die unbemannten und bemannten Flüge von Kommandomodul, Servicemodul und Mondlandefähre waren jedoch zu optimistisch und sahen bereits Mitte der 1960er-Jahre bemannte Flüge vor [HAL96, S. 56].

Da zahlreiche neue Systeme entwickelt und gebaut werden mussten, die vorher nicht dagewesene Herausforderungen darstellten, mussten die Zeitpläne jedoch überarbeitet werden. Die ersten Flüge des Apollo-Programms starteten daher erst 1966, die bemannten Flüge sogar erst 1968. In den letzten Jahren der 1960er-Jahre nahm das Apollo-Programm jedoch an Fahrt auf und noch 1968 erfolgte mit Apollo 8 der erste bemannte Flug um den Mond. 1969 folgten dann mit Apollo 11 und 12 zwei bemannte Landungen auf dem Mond. Somit wurde Kennedys Plan, noch vor Ende des Jahrzehnts einen Menschen auf den Mond und sicher wieder zurück zu bringen, gleich doppelt erreicht; noch 1969 betraten vier Amerikaner die Mondoberfläche.

Nachdem dieses Ziel erreicht war, wurden stärker wissenschaftlich orientierte Missionen in den Vordergrund gerückt. Die erste Mission in den 1970er-Jahren, Apollo 13, sollte den Krater Fra Mauro erforschen; die Mission musste jedoch aufgrund der Explosion eines Sauerstofftanks vorzeitig abgebrochen werden [NAS2016a]. Die Astronauten konnten jedoch gesund zur Erde zurückkehren [NAS16a]. Apollo 14 holte schließlich die Erkundung des Kraters Fra Mauro erfolgreich nach.

Durch Leistungsverbesserung der Triebwerke Saturn V wurde es auch möglich, in den späteren Missionen größere Lasten zum Mond zu befördern. Dies wurde in den letzten drei Apollo-Missionen, Apollo 15, 16 und 17 genutzt. Jeweils ein Lunar Roving Vehicle wurde mit auf den Mond befördert und man konnte größere Mengen Mondgestein zurück zur Erde zu bringen [BIL1980, S. 376ff].

Am 7. Dezember 1972 schließlich startete mit Apollo 17 der letzte bemannte Flug zum Mond innerhalb des Apollo Programms. Bei diesem Flug war erstmals ein Geologe, Harrison Schmitt, dabei. Dies zeigte wiederum die zunehmend wissenschaftlich ausgeprägte Natur des Apollo-Programms. Apollo 17 landete am 19. Dezember 1972 mit mehr als 110 kg Mondgestein wieder auf der Erde, damit kam die Apollo-Ära zu einem erfolgreichen Ende.

Es mag bedauerlich erscheinen, dass gerade in einer solchen Phase der wissenschaftlichen Erforschung des Mondes das Apollo-Programm zu seinem Ende kam; jedoch ist zu bedenken, dass ohne die politische Komponente und ohne den technologischen Wettlauf zwischen den USA und der Sowjetunion das Apollo-Programm möglicherweise überhaupt nicht zustande gekommen, zumindest aber bei weitem nicht mit der Geschwindigkeit verwirklicht worden wäre, mit der es schließlich verwirklicht worden ist, denn dann hätte es ja für beide Nationen keinen politisch zwingenden Grund für solch ein technologisch umfangreiches und anspruchsvolles Unternehmen gegeben.