1968' de Apollo 8'in komut modülü pilotu olarak, Ay'a uçan ve Ay'ın etrafında dönen ilk üç insandan biri oldu. Daha sonra 1970 Apollo 13 ay görevine, kritik bir başarısızlıktan sonra, Ay'ın etrafında dolaştı ve mürettebatın ve görev kontrolünün çabalarıyla güvenle Dünya' ya döndü.
Lovell daha önce iki Gemini görevinde, 1965' te Gemini 7'de ve 1966'da Gemini 12'de uçmuştu. Dört kez uzaya uçan ilk kişidir.
Ay'a uçmuş 24 kişiden biri olan Lovell, iki kez uçan ilk kişidir.
Kongre Onur Derecesi Onur Madalyası ve Başkanlık Özgürlük Madalyası (1970'de Uzay Araştırmaları grubundaki 17 alıcıdan biri olarak), ve 1994 tarihli Lost Moon kitabının ortak yazarıdır.