影片讲述月球被撞出固有运行轨道后，开始向地球直冲而来，一群乌合之众被组队派遣完成一次不可能的任务：抵达月球表面，揭开月球偏离的背后秘密，拯救危在旦夕的地球。然而这些人首先要与一种人类未知、不可思议的力量作斗争。威尔森饰演一位名誉扫地的前美国国家航空航天局宇航员，他的最后一次任务以失败告终，他掌握了即将发生的灾难的线索，普拉默饰演他的儿子。加德饰演一个推断出月球已经脱离了其轨道的古怪天才。贝瑞饰演一名宇航员出身的美国国家航空航天局局长，她之前的任务为这场大灾难提供了线索。狮门影业预计将于2021年在北美发行该片。

2011 年，宇航员布莱恩·哈珀 (Brian Harper)、乔辛达·“乔”·福勒 (Jocinda "Jo" Fowler) 和新人艾伦·马库斯 (Alan Marcus) 正在执行航天飞机维修卫星的任务。一群神秘的外星科技攻击了轨道飞行器，杀死了艾伦，将乔打昏，然后钻进了月球表面。布莱恩是虫群的唯一目击者，他将受损的航天飞机送回地球，但他的故事被驳回，并被美国宇航局解雇。

十年后，相信月球是人造巨型结构的阴谋论者KC Houseman秘密使用了一台研究望远镜。他发现月球的轨道正在逐渐靠近地球，并试图与名誉扫地的布莱恩分享他的发现。NASA 也发现了这一异常现象，但 KC 在社交媒体上公开，引发了全球恐慌。Jo 现在是 NASA 的副主任，用SLS Block 1火箭发射一艘宇宙飞船来调查这一异常情况。同样的外星人群袭击了三名月球宇航员，他们将探测器扔进了月球表面上一公里深的人造竖井中，导致三名宇航员全部死亡。

随着月球轨道的恶化，月球距离地球越来越近，引起地震和重力扰动。乔会见了美国宇航局前官员霍尔登菲尔德，后者透露布莱恩因自阿波罗 11 号以来美国宇航局的掩盖行为而名誉扫地；在第一次登月期间，无线电中断了两分钟，旨在掩盖月球表面脉动灯光的证据。阿波罗 12 号发现月球是空心的，用于消灭虫群的 军用电磁脉冲装置因预算原因而被放弃。

在前夫、空军参谋长道格·戴维森将军的帮助下，乔征用了电磁脉冲，并从博物馆中救出了退役的奋进号航天飞机，以执行新的任务：纠正月球轨道并摧毁虫群。布莱恩、KC 和乔携带电磁脉冲发射，险些逃入轨道，海啸摧毁了范登堡空军基地。

他们到达月球内部，发现月球内部是一个由中心白矮星驱动的戴森球。戴森球的人工智能操作系统向布莱恩解释说，数十亿年前，人类技术先进的祖先被流氓人工智能消灭了；他们将月球建造成星际方舟，在地球上创造生命并播种生命，但恶意人工智能群发现了月球，并从其电源中吸取能量，破坏了其轨道的稳定。

与此同时，布莱恩的儿子桑尼、乔的儿子吉米和他的看守人米歇尔试图到达道格在科罗拉多山区的军事掩体，找到了布莱恩的前妻和桑尼的母亲布伦达、她的丈夫汤姆和他们的继家人。为了逃离因月球接近而造成的灾难，并与其他幸存者战斗，该小组在山隧道中找到了安全地带。当他最小的女儿耗尽氧气时，受伤的汤姆给了她自己的氧气，当月亮剥夺了当地的大气层时，他窒息而死。总统下令对即将到来的月球进行核打击，但道格拒绝遵守，不久后碎片使地堡塌陷，可能杀死了道格和里面的所有人 。

由于虫群只在存在电子活动的情况下攻击有机生命，KC 用登月舱引诱虫群离开他们的航天器，牺牲自己引爆电磁脉冲。乔和布莱恩返回地球，与家人团聚，月球的力量也恢复了，回到了正常轨道，但现在它的岩石外壳已经脱落。重建 KC 的意识，月球的操作系统在他看来就像他的猫法兹·奥尔德林和他的母亲，并表示他们现在必须“开始”。