Film ini juga melibatkan seorang astronaut sungguhan sebagai penasihat selama proses produksi. Kehadirannya membantu memberikan masukan terkait aspek luar angkasa, meski konsep Moonfall memang sengaja mengambil kebebasan fiksi ilmiah.
Cerita Moonfall bermula ketika sebuah kejadian misterius terjadi di luar angkasa. Saat menjalankan sebuah misi, aktivitas yang awalnya tampak seperti gangguan biasa berubah menjadi sesuatu yang jauh lebih berbahaya. Peristiwa tersebut kemudian menyimpan misteri yang tidak mudah dijelaskan.
Beberapa tahun kemudian, keadaan berubah drastis ketika Bulan tiba-tiba keluar dari orbitnya. Satelit alami Bumi tersebut bergerak menuju planet dan menimbulkan ancaman bagi kehidupan manusia. Jika tidak ada yang menghentikannya, konsekuensinya bisa menjadi bencana global.
Situasi tersebut membuat berbagai pihak berusaha mencari penjelasan mengenai apa yang sebenarnya terjadi. Namun, tidak semua orang langsung percaya bahwa ancaman terhadap Bumi berasal dari sesuatu yang tidak biasa.
Di tengah situasi tersebut, mantan astronaut NASA Jo Fowler memiliki keyakinan bahwa dirinya mengetahui cara untuk menyelamatkan Bumi. Sayangnya, gagasannya mengenai ancaman Bulan tidak mudah diterima oleh banyak pihak.
