指令长大卫·斯科特和登月舱驾驶员詹姆斯·艾尔文在月球表面的哈德利溪和亚平宁山脉停留了66小时54分钟，在登月舱外的时间总长为18小时35分钟。两位宇航员驾驶的历史上第一辆月球车使他们在月球上穿越的距离比前几次任务遥远了很多。他们一共收集了约77千克的月球岩石标本。

斯科特和艾尔文在月球表面期间，指挥舱驾驶员阿尔弗莱德·沃尔登留在指挥舱中环绕月球，使用全景相机、加玛射线光分计、绘图相机、激光高度、质谱以及任务后发射的子卫星等等科学仪器对月球表面环境进行了详细的研究。阿波罗15号的一些纪录包括：送入地球和月球轨道有效载荷最大；航天器首次携带科学仪器模块；首次使用月球车；首次使用月表导航设备；首次在月球轨道投放子卫星；首次在返回地球途中进行舱外活动。