在美苏太空竞赛白热化的1960年代，当苏联宇航员率先进入太空后，美国正倾举国之力推进登月计划。阿波罗1号的惨烈事故让三名宇航员葬身火海，这场悲剧如同阴云般笼罩着整个NASA。
航天发射指挥官科尔·戴维斯（钱宁·塔图姆饰）肩负着阿波罗11号的重任，而营销奇才凯莉·琼斯（斯嘉丽·约翰逊饰）正假扮孕妇向汽车巨头推销野马跑车的女性市场方案。当她被神秘政客莫伊（伍迪·哈里森饰）揭穿骗局后，这个擅长操纵人心的女人意外接到了为NASA重塑形象的特殊任务。
在华盛顿的深夜餐厅里，凯莉与科尔戏剧性相遇。当科尔扑灭她意外点燃的书本时，两人之间迸发出奇妙的化学反应。然而次日的工作会面却充满火药味——科尔发现这个"全美最会撒谎的女人"竟成了自己的合作伙伴。
随着凯莉团队入驻NASA，传统严谨的航天工程师与花哨浮夸的营销手段不断碰撞。当科尔发现凯莉竟雇佣演员假扮航天官员接受采访时，两人的冲突达到顶点。但莫伊的强硬态度让NASA团队不得不接受这些"离经叛道"的营销策略。
在筹备登月的紧张日子里，凯莉逐渐展现出令人惊叹的创意才能：她将太空探索与果珍饮料、内衣品牌巧妙关联，让冷硬的航天工程变得生动可亲。某次海滨漫步时，科尔向她袒露了因心脏问题被迫停飞的心结，而凯莉也在NASA的花园里发现了这个男人祭奠阿波罗1号遇难者的隐秘角落。
当凯莉成功说服关键议员支持航天计划后，莫伊突然抛出惊天阴谋——要求秘密拍摄伪造的登月画面作为"B计划"。这个代号"阿尔忒弥斯"的绝密项目让凯莉陷入道德困境：一旦败露，等待她的将是叛国罪的极刑。
在路易斯安那的星空下，科尔驾驶私人飞机带凯莉完成关键游说。当两人在返航的机舱里情不自禁拥吻时，凯莉背包里藏着的伪造登月剧本显得格外刺眼。随着发射日期临近，这个游走于谎言与真情之间的女人，终于要在人类最伟大的航天壮举前做出抉择...
发射前夜的坦白如同惊雷炸响。当科尔得知连"凯莉·琼斯"都是假名时，这个痛恨谎言的男人却选择联手揭穿骗局。在控制中心与摄影棚的双线叙事中，一只闯入镜头的黑猫成为戳破阴谋的关键——当真实的月球画面传回地球时，整个NASA为这场双重奇迹欢呼雀跃。
在庆功宴的烟火中，化名温妮的凯莉与科尔重修旧好。这个曾用谎言编织梦想的女人，最终用真相赢得了爱情。而历史永远记住了1969年那个夏天——当阿姆斯特朗的脚印留在月壤上时，地球上还有一群人在摄影棚里演绎着另一个版本的传奇。
【背景延伸】影片巧妙融入了"登月造假论"这一经久不衰的都市传说。现实中NASA确实曾拍摄模拟登月画面用于任务预演，而片中出现的黑猫彩蛋，正是向库布里克《2001太空漫游》中"月球摄影棚"的经典场景致敬。这些虚实交织的叙事层次，让这段太空史诗更添迷离色彩。