„Fly Me to the Moon“, ursprünglich „In Other Words“ betitelt, wurde 1954 von Bart Howard als Cabaret-Ballade geschrieben. Howard, der damals als Klavierbegleiter arbeitete, schrieb das Stück auf Wunsch seines Verlegers nach einem einfacheren Text. Das Lied wurde 1954 erstmals kommerziell von Kaye Ballard aufgenommen, während eine Aufnahme aus dem Jahr 1954 auch Nat King Cole und dem George Shearing Quintet zugeschrieben wird. Zunächst kursierte es unter Cabaret- und Jazzsängern; 1963 wurde es offiziell unter dem Titel „Fly Me to the Moon“ bekannt, nachdem Peggy Lee Howard dazu bewegt hatte, den Titel zu ändern.
Ursprünglich im 3/4-Takt komponiert, hat das Lied in seinen frühen Versionen einen anmutigen Walzercharakter. Quincy Jones setzte es später für Frank Sinatras Aufnahme von 1964 mit Count Basie in den 4/4-Takt und machte daraus ein schnelles Swing-Arrangement. Sinatras Version wurde eng mit den Apollo-Missionen verbunden und bei Apollo 10 und Apollo 11 gespielt. Auch Joe Harnell hatte 1962 mit einer instrumentalen Bossa-Nova-Version Erfolg, während Bobby Womack 1968 eine von R&B beeinflusste Interpretation aufnahm.