2028年，中国载人登月成功，王之舟作为指令长在月球背面虹执行任务时，与地球失去了联系。15天之后，地面飞控中心宣布王之舟带领的登月小组失踪，也等于宣告他们牺牲。因为他们所带的氧气只能维持15天。
王艾莉是王之舟的女儿，也是月球智能机器人的首席工程师。在反复对比虹湾地区的卫星图片后发现地面有了异常的变化。王艾莉认为月球上可能有其他智慧生命，自己的父亲并没有死。
20天后，王艾莉担任指令长驾驶月球二号执行救援任务。当她找到父亲失踪的洞穴，下降到洞穴底部。发现这里具有一套完整的生态系统，并不需要穿戴宇航服。这里氧气充足，比地球空气还要纯净。
王艾莉在月球的地下世界寻找父亲，然而让她万万没想到这里竟然有文明。
