サターンV
4)に達し、飛行の初期段階はもっぱら高度を得ることに費やされ、速度を得るのは後半部分になる。
発射後約80秒で、最大動圧点(ロケットの増速度による動圧の増大と、大気圧の低下による動圧の減少が拮抗する点)に達する。その後も速度は増加し続けるが、気圧の低下による動圧の減少の寄与のほうが大きいので、この時点以上の動圧が掛かることはない。すなわち、「機体が耐えなければならない動圧」という観点では、ここが最も最大となる点である。
機体は燃料を消費することによって次第に軽くなり、さらにF-1エンジンは気圧が低くなると推力が増大するために、加速度はどんどん大きくなっていく。そのため、加速度を4G以下に抑えるよう発射後135秒で中央エンジンは燃焼を停止する。しばらくすると再び加速度は増大するものの、4Gになる直前で第一段の燃焼が終了する。エンジン停止後1秒以内に第一段ロケット上部の8基の固体燃料ロケットが噴射され、機体を上段ロケットから引き離す。高度67kmで切り離されたS-ICは、その後放物線軌道をとり高度110kmまで上昇し、発射場から560km離れた大西洋上に落下する。
機体が破損するなどして飛行を緊急停止せざるを得ないような事態が発生した場合には、自動的に安全装置が作動してエンジンを停止し、数秒間の間をおいて機体表面に設置された自爆装置に信号が送られ、ロケットは爆破される。これにより、燃料と酸化剤が空中で混合することが最小限に抑えられ、燃料は速やかに分散される。数秒間のタイム・ラグは、飛行士に緊急脱出用ロケットまたは機械船の主エンジンを使って脱出する時間的余裕を与えるためのものである。
S-ICは2分間燃焼したあと切り離され、自力でケネディ宇宙センターに舞い戻り、シャトルのSRB(固体ロケットブースタ)のように整備され、再使用される。その後シャトルは、自らのメインエンジンで軌道に到達する。サターンで部品を運んで宇宙ステーションを建設し、補給船としてシャトルを使用することも検討されていたが、サターンVの次世代機の開発プランがなかったためにこの計画も立ち消えになり、アメリカの巨大ロケット開発の歴史は、ひとまず幕を閉じることとなった。アメリカの宇宙開発ファンはこの結果を悲しんだが、その後はスカイラブやミールの技術を流用して、アメリカとロシア両方の宇宙船がドッキングできる装置を備えた国際宇宙ステーション計画となって引き継がれてゆく。
サターンVは、無人火星探査計画や、原子力ロケット「NERVA(ネルヴァ)」の発射実験のために使用されることも計画されていたが、いずれもキャンセルされた。
サターンVはアポロ計画のすべての月飛行で使用された。いずれもケネディ宇宙センター第39発射施設から発射され、機体が完全に塔から離れた直後から、管制はテキサス州ヒューストンにあるジョンソン宇宙センターに移行する。
全飛行期間中にロケットが噴射される時間は、トータルで20分程度にすぎない。アポロ6号と13号ではエンジンが故障する事態が発生したが、機体に搭載されたコンピューターが残りのエンジンの噴射時間を自動的に延長して、軌道を修正した。
1950年代から1980年代にかけて提出された、サターンVよりも巨大なロケットに関する提案は、一般にノヴァ (Nova) と呼ばれている。ノヴァについては、30種類以上もの異なるプランが提出された。
ウェルナー・フォン・ブラウン博士やその他の研究者たちは、いずれも第一段に8基のF-1エンジンを装備した、直接降下方式で月面に着陸するロケットの案を持っていた。またサターンVの上段に、セントールなどの他のロケットを搭載する案もあり、そのようにして性能を向上させたロケットを使用すれば、無人外惑星探査や、有人火星探査も可能になるであろうと思われた。
2006年、NASAはスペースシャトルの技術を流用した重量級ロケット、アレスVを発表した。サターンVに敬意を表し、初期のデザインでは高さはサターンVと同じ110mで、第一段にはシャトルのメインエンジン(SSME)を5基使用し、また固体燃料補助ロケットには、同じくシャトルのSRBを5セグメントに増強したものを搭載する(シャトルは4セグメント)。アレスVのデザインはその後も進化し、第一段にはSSMEよりも安価で強力なRS-68を使用することが決定した。2008年、NASAは第一段に6基のRS-68を搭載し、5.