La face cachée de la lune raconte en parallèle la relation tendue de deux frères à la suite du décès de leur mère et la course folle à la conquête de l'espace entre Américains et Soviétiques. Philippe, un éternel candidat au doctorat jaloux du succès de son cadet, présentateur vedette de la météo, se passionne pour l'espace. Souhaitant que sa thèse, portant sur le grand Tsiolkovski, soit publiée, il prépare une bande vidéo destinée à un éventuel auditoire extraterrestre.
