1968年12月21日，美國發射載有波爾曼、洛弗爾和安德斯的“阿波羅”8號飛船。這是世界上第一艘繞月飛行的載人飛船。
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阿波羅8號發射於1968年12月21日早晨7點51分00秒(東部標準時間)。除了幾個小問題，整個發射過程幾乎是完美的。S-IC第一級推進器的表現比預計低了0.75%，使其燃燒時間比計劃中延長了2.45秒。在第二級火箭燃燒即將結束時，火箭出現了縱向耦合振動(pogo oscillation)，弗蘭克·博爾曼估計振動頻率爲12赫茲，振幅約爲±0.25G(±2.5米/秒²)。
火箭將航天器送入了離地球181.5千米至191.3千米高的地球軌道，軌道週期爲88分鐘10秒。航天器在軌道中的遠地點也比預期稍遠，計劃中應是圓形軌道，距地球185千米。S-IC級掉入了大西洋，準確位置爲北緯30度12分，西經74度7分;S-II級掉落在北緯31度50分，西經37度17分。
1968年12月21日15點41分38秒(UTC)，S-IVB第三級火箭準時點火，並且按照計劃燃燒了5分鐘17秒。這次點火將航天器的速度從近地軌道的7793米/秒軌道速度加速到10,822米/秒，燃燒結束時高度達到346.7千米。這個速度也是當時人類歷史上的記錄。
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燃燒完成之後，S-IVB級火箭已經完成使命，可以被丟棄了。三位宇航員掉轉了指令艙以便爲S-IVB級火箭拍攝一些照片，也練習了與S-IVB級火箭編隊飛行。指令艙被掉轉後，他們首次看到了他們正在遠離的地球。這是人類第一次看到地球全景。
阿波羅8號成員成爲了第一批穿越範艾倫輻射帶的人類。儘管預測中輻射帶對人的影響和普通的胸腔X射線或者1微格雷相當.(一年中，一個普通人會接受兩到三微格雷的輻射。三名宇航員都穿戴了個人輻射放射量測定器以及三個膠片放射量測定器以顯示累計輻射量。任務完成時，三人平均輻射量爲1.6微格雷。)
