Cette histoire connaîtra son premier grand pas en 1962, lorsque l’astronaute Wally Schirra décide de porter sa propre Speedmaster lors de la mission Mercury-Atlas 8, faisant de lui le premier OMEGA à voyager dans l’espace. Deux ans plus tard, la NASA se lance dans la recherche du chronographe qui accompagnerait les astronautes dans leurs missions habitées. Les tests étaient aussi exigeants que légendaires : températures extrêmes, vide, humidité, vibrations, impacts, accélérations, surpression et corrosion, entre autres. Un véritable test de survie. Une seule montre a réussi à passer les onze épreuves sans échec. En 1965, l’OMEGA Speedmaster reçoit la certification officielle pour toutes les missions spatiales habitées de la NASA, une reconnaissance qui reste unique dans l’histoire de l’horlogerie.
Quatre ans plus tard, le moment viendrait qui changerait à jamais son histoire. Le 16 juillet 1969, la mission Apollo 11 décolle du Kennedy Space Center avec Neil Armstrong, Michael Collins et Buzz Aldrin équipés d’une Speedmaster. Quatre jours plus tard, le module lunaire Aigle a atterri dans la Mer de Tranquillité. Armstrong a laissé sa montre à l’intérieur du module comme sauvegarde du système de chronométrage électronique. C’est donc Buzz Aldrin qui est descendu avec la Speedmaster au poignet, ce qui en fait la première montre portée sur la surface lunaire. Cette marche sur la lune n’a duré que deux heures et trente-six minutes. Il suffisait que la Speedmaster cesse d’être une simple montre et s’inscrive dans l’histoire de l’exploration spatiale.