Der Ingenieur Neil Armstrong arbeitet Anfang der 60er Jahre als Testpilot für Jets und Raketenflugzeuge und hat mit seiner Frau Janet und zwei Kindern eine liebende Familie hinter sich, die ihm den Rücken stärkt. Sein ganzes Leben ändert sich jedoch, als seine Tochter an einem Gehirntumor stirbt und die Familie nach einer Veränderung sucht. Diese bietet sich, als die NASA für ein Mondprogramm auf der Suche nach Piloten mit Ingenieurswissen ist. Neil nutzt die Chance und zieht mit seiner Familie nach Houston, wo er eine Ausbildung zum Astronauten beginnt. Nach etlichen Strapazen und Testflügen, kämpft sich der professionelle Ingenieur bis an die Spitze und wird bald gemeinsam mit Buzz Aldrin und Mike Collins mit der Apollo-11-Mission zum Mond geschickt.

Nach seinen beiden Meisterwerken WHIPLASH und LA LA LAND zieht es Regie-Wunderkind Damien Chazelle weg von der Erde und rein ins Weltall. Sein Biopic AUFBRUCH ZUM MOND bringt uns Neil Armstrong von einer Seite näher, wie wir sie noch nie gesehen haben - unter anderem in atemberaubenden Bildern.