E se, inesperadamente, a Lua saísse de seu eixo de rotação com a Terra e se direcionasse para o planeta destinado a colidir e aniquilar toda a existência da vida na Terra? É assim que a história começa em Moonfall.

Cientistas da NASA e astronautas estão dispostos a desvendar o mistério que corre por trás do deslocamento da Lua em direção à Terra. Para isso eles deverão resgatar o passado e todos os dados do presente para explicar o por quê isso está acontecendo. Enquanto isso, em todo o mundo a natureza sente o impacto da ausência lunar como o avanço do mar, tsunamis, terremotos e inúmeros outros fenômenos.

Mas surpresas aparecem quando astronautas descobrem um lado obscuro da verdade espacial: há algo (ou alguém?) que está provocando tudo aquilo. E quando mais tentam descobrir, mais segredos sinistros aparecem. E assim ficam em um impasse: o único jeito de impedir que a Lua colida com a Terra é a destruindo ou haveria outra forma?