Initialement prévue comme le deuxième vol d'essai du module lunaire Apollo avec équipage et du module de commande, devant être effectué sur une orbite terrestre moyenne elliptique au début de 1969, la mission est modifiée en au profit d'un vol orbital lunaire plus ambitieux avec le module de commande uniquement, programmé en décembre de la même année, car le module lunaire n'est pas encore prêt à effectuer son premier vol. L'équipage de l'astronaute Jim McDivitt, qui s'entraîne à effectuer le premier vol du module lunaire en orbite basse terrestre, devient l'équipage de la mission Apollo 9, et l'équipage de Borman est transféré à la mission Apollo 8. Leur entraînement dure ainsi de deux à trois mois de moins que prévu, et celui prévu sur le module lunaire est remplacé par un entraînement à la navigation translunaire.
Apollo 8 met 68 heures pour rejoindre la Lune. L'équipage effectue dix orbites autour d'elle en vingt heures, au cours desquelles il réalise une émission télévisée la veille de Noël. Durant l'émission, il lit les dix premiers versets du livre de la Genèse. À l'époque, elle est l'émission la plus regardée de tous les temps. Le succès de la mission Apollo 8 permet à Apollo 11 d'atteindre l'objectif fixé par le présidentJohn F. Kennedy de faire atterrir un homme sur la Lune avant la fin des années 1960. Les astronautes reviennent sur Terre le , lorsque leur vaisseau spatial amerrit dans le nord de l'océan Pacifique. À leur retour, ils sont nommés « hommes de l'année » par le magazine Time pour 1968.
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