Ayın Gölgesinde, her dokuz yılda bir ortaya çıkan bir seri katilin peşine düşün polis memurunun hikayesini konu ediyor. Philadelphialı polis memuru olan Thomas Lockhart, dedektif olmaya kararlıdır. Bu yolda emin adımlarla ilerleyen Thomas, bir seri katilin izini sürer. Seri katil, her dokuz yılda bir yeniden ortaya çıkmakta ve birçok cinayet işlemektedir. Ancak onun işlediği suçlar, bilimsel açıklamaların oldukça ötesindedir. Katili bulmak için gece gündüz çalışan Thomas, bir süre sonra bu durumu takıntı haline getirir. Ne olursa olsun gerçeği bulmaya kararlı olan Thomas, bu uğurda kariyerini, ailesini, hatta sağlığını bile kaybetmekle karşı karşıya kalır.