To the Moon a pour toile de fond les enjeux importants de l’alunissage historique de la fusée Apollo 11 de la NASA. Engagée pour redorer l’image de l’agence spatiale, Kelly Jones, experte en marketing, sème la pagaille et complique encore la tâche déjà difficile de Cole Davis, directeur des lancements. Lorsque la Maison-Blanche décide que la mission est trop importante pour échouer, elle est chargée de simuler un faux alunissage en guise de plan de secours. Le compte à rebours commence alors vraiment.