Une mystérieuse force a propulsé la Lune hors de son orbite et la précipite vers la Terre. L’impact aura lieu dans quelques semaines, impliquant l’anéantissement de toute vie sur notre planète. Jocinda Fowler (Halle Berry), ancienne astronaute qui travaille pour la NASA, est convaincue de détenir la solution pour tous nous sauver, mais seules deux personnes la croient : un astronaute qu’elle a connu autrefois, Brian Harper (Patrick Wilson), et un théoricien du complot, KC Houseman (John Bradley). Ces trois improbables héros vont tenter une mission impossible dans l’espace... et découvrir que notre Lune n’est pas ce que nous croyons.