110 meetri kõrgust kanderaketti kasutati esimest korda 9. novembril 1967 Apollo 4 missioonil. Selle peakonstruktoriks oli raketiteadlane Wernher von Braun. Rakett pandi kokku enam kui kolmest miljonist detailist, mille valmistasid 20 000 ettevõtet, ülikooli ja valitsusasutust.

Kell 12:00:01 toimunud stardiga kaasnes vägev vibratsioon: NASA kommentaator Jack King oli küll Floridas Kennedy kosmosekeskuses asunud stardiplatvormist 5 kilomeetri kaugusel, ent meenutas, et tekkinud värina tulemusena kukkus kontrollkeskuse töötajatele uue hoone laest tublisti tolmu ja prahti kaela.

Kolmeastmeline rakett lendas terviklikuna umbes kahe minuti ja 20 sekundi vältel. Siis eraldus esimene aste, mille kütus oli lõppenud ja käivitusid teise astme mootorid. Raketi tipus asunud mehitamata Apollo 4 kosmoselaev jõudis lõpuks edukalt 190 kilomeetri kõrgusele orbiidile, tegi kaks tiiru ümber Maa ja jõudis pärast poolt üheksat õhtul planeedile tagasi. Apollo 4 sisenes Maa atmosfääri kiirusel 40 100 km/h, simuleerides nii Kuult naasvat kosmoselaeva ja sulpsatas Midway saarte juures Vaiksesse ookeani.

NASA kuulutas Saturn V esimese stardi võimsaks edulooks ja von Braun ütles, et kõik läks täpselt nii, nagu pidi minema. Eduka stardi tulemusena tõusis tublisti ka ameeriklaste enesekindlus Kuule jõudmise osas.

Detsembris 1968 lendas mehitatud Apollo 8 juba Saturn V turjal Kuu orbiidile ja 1969. aasta suvel viidi esimesed inimesed Apollo 11 missiooni raames selle pinnale. Kokku startis Saturn V novembrist 1967 maini 1973 kolmeteistkümnel korral, viimane kanderakett toimetas orbiidile Skylabi, ameeriklaste kosmosejaama osa.