Fly Me to the Moon, NASA'nın riskli Ay'a iniş görevinin ters gitmesi olasılığına karşı sahte bir Ay'a iniş videosu hazırlanması sırasında yaşananları konu ediniyor. NASA'nın tarihi aya inişinin riskli zemininde geçen romantik komedi filmde, NASA'nın kamuoyundaki imajını düzeltmek için getirilen pazarlama harikası Kelly Jones, fırlatma direktörü Cole Davis'in zaten zor olan görevini alt üst eder. İşler sarpa sarınca, görevin başarısız olamayacak kadar önemli olduğunu düşünen Başkan, Jones'a destek olarak sahte bir aya iniş düzenlemesi talimatı verilir ve geri sayım gerçekten başlar...