19 sierpnia polecono załodze rozpocząć trening do lotu na orbitę okołoksiężycową. W krótkim czasie przystosowano pojazd Apollo 8 do lotu w kierunku Księżyca, mimo że była to dopiero druga misja załogowa Apollo, i mimo braku zabezpieczenia w postaci zdublowanych systemów podtrzymywania życia na pokładzie modułu księżycowego, które później uratowały życie załogi Apollo 13. Podobna awaria zabiłaby astronautów Apollo 8.
Załoga Apollo 8 podróżowała w module dowodzenia. Statek nie posiadał modułu księżycowego. Zakłady Grummana nie mogły nadążyć z programem i żaden lądownik nie był jeszcze gotowy. Postanowiono, że pod osłoną SLA trzeciego stopnia rakiety zostanie umieszczony Lunar Module Test Article (LTA), pełniący funkcję balastu. LTA-B odbiegał od wszystkich poprzednich makiet lądownika. Był to pusty cylinder, posiadający jedynie szczątkową postać nóg, które późniejszym LM nadawały charakterystyczny wygląd pająka. Misja Apollo 8 była pierwszą misją załogową wystrzeloną przez rakietę Saturn V, która odbyła do tego czasu jedynie dwa loty. Rakieta zadziałała idealnie, podobnie jak silnik SPS modułu serwisowego wypróbowany uprzednio podczas misji Apollo 7. Pojazd wszedł na orbitę wokółksiężycową rankiem 24 grudnia 1968 roku i przez następnych 20 godzin okrążał Księżyc.