
Người Tình Ánh Trăng kể về Go Ha Jin (IU), một cô gái 25 tuổi sống ở thời hiện đại, bất ngờ bị xuyên không về thời Cao Ly và trở thành Hae Soo, một cung nữ trong cung Goryeo. Tại đây, cô vướng vào mối tình tay ba với hai vị hoàng tử: Tứ hoàng tử Wang So (Lee Jun Ki) lạnh lùng, bí ẩn và Thập tứ hoàng tử Wang Jung (Ji Soo) tài năng, ấm áp.
Hae Soo dần thích nghi với cuộc sống mới và trở nên thân thiết với các vị hoàng tử. Tuy nhiên, cuộc sống trong cung đầy rẫy những âm mưu, tranh giành quyền lực khiến cô gặp nhiều nguy hiểm. Mối tình tay ba giữa Hae Soo, Wang So và Wang Jung cũng gặp nhiều thử thách và sóng gió.