NASA staat op het punt om Apollo 18 te lanceren. Hoewel de missie werd aangekondigd als een wetenschappelijke missie, weet vluchtleider Kazimieras 'Kaz' Zemeckis dat er een duisterder doel is. De inlichtingendienst heeft namelijk een geheim Sovjet-ruimtestation ontdekt dat Amerika bespioneert, en Apollo 18 is de enige kans om de Russen te stoppen.

Maar wanneer Kaz en zijn NASA-team zich haasten om hun Russische rivalen een stap voor te blijven, onthult een dodelijk ongeval dat niet alle betrokkenen zijn wie ze beweerden te zijn. Het Witte Huis en het Kremlin kunnen alleen maar toekijken hoe hun astronauten op het maanoppervlak met elkaar in botsing komen, ver buiten het bereik van de wet of van de mogelijkheid tot redding.