Na skutek serii niewyjaśnionych zjawisk Księżyc wypada ze swojej orbity i obiera kurs kolizyjny z Ziemią. Jeśli dojdzie do zderzenia, nasza planeta ulegnie zagładzie. Była astronautka Jo Fowler (Halle Berry) jest przekonana, że przyczyną tego zjawiska jest działanie pewnej tajemniczej siły o niejasnym pochodzeniu. Większości naukowców i polityków ta teoria wydaje się szalona, ale Fowler wierzy, że jest wciąż szansa, by ocalić Ziemię. Wraz z jedynymi ludźmi, którzy wierzą w jej koncepcję: dawnym astronautą Brianem Harperem (Patrick Wilson) oraz niejakim Housemanem (John Bradley), specem od teorii spiskowych, Fowler przygotowuje misję ostatniej szansy. Kładąc na szali całą swoją wiedzę, doświadczenie i życie, wyruszają w kosmiczną podróż, podczas której odkryją, że Księżyc nie jest tym, czym nam się zawsze wydawał.