
ดวงจันทร์ถูกผลักออกจากวงโคจรและกำลังพุ่งชนโลกภายในไม่กี่สัปดาห์ แต่ไม่มีใครเชื่อเรื่องนี้ตั้งแต่สิบปีก่อน ปี 2011 นักบินอวกาศไบรอัน ฮาร์เปอร์และโจซินดา ฟาวเลอร์เจอฝูงเทคโนโลยีปริศนาโจมตีกระสวยระหว่างซ่อมดาวเทียม เพื่อนร่วมทีมเสียชีวิตและฮาร์เปอร์ถูกไล่ออกจากนาซาเพราะไม่มีใครเชื่อเรื่องที่เขาเห็น จุดเริ่มต้นของ Moonfall คือการที่เขาใช้ชีวิตแบบคนนอกระบบหลังจากนั้น
สิบปีต่อมา นักทฤษฎีสมคบคิดเค.ซี. เฮาส์แมนที่ใช้กล้องโทรทรรศน์วิจัยค้นพบว่าวงโคจรของดวงจันทร์กำลังเบนเข้าใกล้โลก เขาพยายามแจ้งฮาร์เปอร์และโพสต์ข้อมูลออกสื่อจนเกิดความตื่นตระหนกทั่วโลก โจที่ตอนนี้เป็นรองผู้อำนวยการนาซาเริ่มภารกิจสำรวจแต่ทีมที่ส่งไปถูกทำลาย แรงโน้มถ่วงและแผ่นดินไหวเริ่มถล่มเมืองต่าง ๆ
ฮาร์เปอร์ โจ และเค.ซี.ต้องร่วมมือกันในภารกิจที่เป็นไปไม่ได้เพื่อเข้าไปในดวงจันทร์และหยุดการตก ครอบครัวของพวกเขาอยู่บนโลกที่กำลังแตกสลาย ขณะที่เวลาเหลือไม่มากก่อนการชนครั้งใหญ่จะเกิดขึ้น