上世纪六七十年代，美国和苏联这两个超级大国展开了一场举世震惊的军备竞赛。为了在未来的星球大战中夺取制空权，两国竞相将宇航员送入太空。美国在1972年之前先后发射了17艘宇宙飞船前往月球，但阿波罗18号在发射前夕被紧急取消。根据最新解密的录像，本杰明·安德森（沃伦·克里斯蒂 饰）、内森·沃克（劳埃德·欧文 饰）和约翰·格雷（瑞安·罗宾斯 饰）三名宇航员以采集样本为幌子，登上了阿波罗18号，于1974年飞向月球，进行为期一周的考察。本杰明和内森在月球着陆后，接连遭遇诡异现象：不明身份者留下的脚印、死亡的苏联先驱，还有各种奇怪的声音和若隐若现的生物。这无疑是一场有去无回的死亡之旅……