S-IVB (kadang-kadang S4b, selalu diucapkan "ess four bee") dibangun oleh Douglas Aircraft Company dan menjabat sebagai tahap ketiga pada Saturn V dan tahap kedua pada Saturnus IB. Itu menggunakan satu mesin J-2. Untuk misi lunar itu dinyalakan dua kali: pertama untuk penyisipan orbit setelah cutoff tahap kedua, dan kemudian untuk injeksi translunar (TLI).
S-IVB berkembang dari tahap atas dari roket Saturn I, S-IV, dan merupakan tahap pertama dari Saturn V yang akan dirancang. S-IV digunakan sekelompok enam mesin tetapi menggunakan bahan bakar yang sama dengan S-IVB - hidrogen cair dan oksigen cair. Hal itu juga awalnya dimaksudkan untuk menjadi tahap keempat dari roket yang direncanakan disebut C-4, maka dinamakan S-IV.