Moonlight erzählt die Geschichte des Privatdetektivs Mick St. John (Alex O'Loughlin), einem unsterblichen Vampir, der seit seiner Erschaffung vor rund 60 Jahren mit seinem Schicksal hadert. Auf der einen Seite wird er von seinem Drang nach Blut und seinen gewalttätigen Instinkten getrieben, auf der anderen Seite versucht er als Privatdetektiv Gutes zu tun. Vor vielen Jahren hatte Mick einem jungen Mädchen das Leben gerettet und sich dabei gegen seine "Erzeugerin" Coraline (Shannyn Sossamon) entschieden. Als er nun erneut auf die inzwischen erwachsene Reporterin Beth Turner (Sophia Myles) trifft, verliebt er sich erneut und sein Leben gerät vollends aus den Fugen...