1968. Publicitaire talentueuse, Kelly Jones est approchée en secret par Moe, un homme du président Nixon, pour redorer l’image de la NASA, dont le budget pourrait être raboté par le Congrès à quelques mois du premier alunissage prévu par l’équipage d’Apollo 11. Kelly et son assistante partent pour Cap Canaveral. Le directeur du projet Apollo 11, Cole Davis, s’agace de leur présence intrusive : ses astronautes sont réquisitionnés pour des publicités, et il doit revoir la structure du LEM pour accueillir une caméra. Après le lancement réussi d’Apollo 10, Cole et Kelly se réconcilient. Moe demande à Kelly de préparer une vidéo alternative de l’alunissage d’Apollo. Elle mène en cachette ce « projet Artemis » avec un ami réalisateur. Cole emmène Kelly en avion jusqu’en Louisiane où le premier convainc un sénateur réticent de voter le budget d’Apollo 11. Cole et Kelly s’embrassent. Le lancement est imminent. Mal à l’aise, Kelly fait ses valises mais Moe la ramène à Cap Canaveral, expliquant que la vidéo d’Artemis sera diffusée de toute façon à la place d’Apollo 11. Prise de remords, Kelly prévient Cole, furieux. Le lancement se passe bien. Deux jours plus tard, le tournage d’Artemis se tient en même temps que l’alunissage. Les ingénieurs ont en secret modifié la piste de diffusion, et c’est finalement la vidéo d’Apollo 11 qui est diffusée, quand le tournage d’Artemis vire à la catastrophe à cause d’un chat. Quand trois jours plus tard les astronautes reviennent sains et saufs, Kelly et Cole se réconcilient.