เรื่องราวดวงจันทร์ถูกโคจรจากวงโคจรโดยไม่ทราบสาเหตุ และชนกับโลก นักบินอวกาศสองคนและนักทฤษฎีสมคบคิดทำงานร่วมกันเพื่อพยายามหลีกเลี่ยงภัยพิบัติและค้นพบว่าดวงจันทร์ไม่ใช่สิ่งที่ดูเหมือน ใน Moonfall กองกำลังลึกลับกระแทกดวงจันทร์จากวงโคจรรอบโลกและส่งมันพุ่งชนชนกับชีวิตอย่างที่เรารู้ เมื่อไม่กี่สัปดาห์ก่อนเกิดผลกระทบและโลกใกล้จะถูกทำลายล้าง โจ ฟาวเลอร์ ผู้บริหารและอดีตนักบินอวกาศของ NASA เชื่อว่าเธอมีกุญแจที่จะช่วยชีวิตเราทุกคนได้ แต่มีนักบินอวกาศเพียงคนเดียวจากอดีตของเธอ ไบรอัน ฮาร์เปอร์ และนักทฤษฎีสมคบคิด เค.ซี. แม่บ้านเชื่อเธอ ฮีโร่ที่ไม่น่าจะเป็นไปได้เหล่านี้จะทำภารกิจสุดท้ายที่เป็นไปไม่ได้ในอวกาศ ทิ้งทุกคนที่พวกเขารักไว้เพียงเพื่อจะพบว่าพวกเขาอาจเตรียมสำหรับภารกิจที่ผิด