Il film inizia con una forza misteriosa che fa uscire la Luna dalla propria orbita e la mette in rotta di collisione con la Terra, lasciando all'umanità poche settimane di vita. In questo contesto terrificante una ex astronauta della NASA (interpretata da Halle Berry) si convince di sapere come salvarci tutti quanti. Il problema è che non le crede nessuno, a parte un altro astronauta con cui ha lavorato in passato (Patrick Wilson) e un arruffato cospirazionista (John Bradley). I tre decidono di tentare una missione disperata nello spazio e, come recita la sinossi ufficiale del film, "scopriranno che la Luna non è ciò che pensiamo".