Harrison Ford (som efterhånden er blevet 80 år) er tilbage i sin definitivt sidste optræden som den eventyrlystne arkæolog Indiana Jones – i denne ombæring overfor Mads Mikkelsen. Filmen udspiller sig i 1969, hvor amerikanerne går benhårdt efter at lande på månen før russerne. Det viser sig imidlertid, at Indys gamle fjender, nazisterne, har en finger med i spillet, for det amerikanske månelandingsprogram ledes af Jürgen Voller (Mads Mikkelsen), en figur, der er stærkt inspireret af Wernher von Braun, som ledede det tyske V2-raketprogram under Anden Verdenskrig – og som efter krigen forsatte sit arbejde for NASA i USA.