A történet főhőse a tizenhárom éves Maria (Dakota Blue Richards), aki édesapja halála után nevelőnőjével, Miss Heliotrope-pal (Juliet Stevenson) kénytelen hátrahagyni addigi fényűző életét, hiszen örökségül csupán adósságot, és egy réges-régi könyvet kapott. Maria Holdfölde völgyébe költözik nagybátyjához, a rideg és megkeseredett Sir Benjamin-hoz (Ioan Gruffudd), aki rögtön elveszi a kislánytól a könyvet. 
 
Az örökségül kapott ódon könyv nem mindennapi, hiszen egy titokzatos, ősrégi történetet mesél el, amelyből Maria előtt két család viszálykodása elevenedik meg: a Merryweather és a De Noir családok között folyik a harc a Hold varázsgyöngyeiért. A kislány ahogy egyre jobban belemélyed a történetbe, rádöbben, hogy Holdfölde veszélyben van, és ő a kiválasztott, az utolsó Holdhercegnő, aki megmentheti azt. A következő telihold előtt meg kell találnia a holdgyöngyöket, és ki kell békítenie a két családot, ezáltal helyreállítva az ember és természet közötti egyensúlyt. Különben beteljesül a Merryweather családot üldöző átok, a természet beteljesíti bosszúját, és elpusztul egész Holdfölde, az ott élőkkel együtt. A kérdés, hogy vajon a kis Maria véghez tudja-e vinni küldetését, hiszen a De Noir család feje, Sir William De Noir (Tim Curry) nem könnyíti meg a feladatát.
 
A Holdhercegnő elbűvölő története a család minden tagja számára tanulságos mondanivalóval bír. A gyönyörű és misztikus – részben magyarországi helyszíneken forgatott - tájakon játszódó, drámai fordulatokban bővelkedő történetben nagy szerepet kap a család, a szerelem és a bátorság. Így minden generáció megtalálhatja a maga számára fontos üzenetet ebben a kétségtelenül izgalmas és látványos családi filmben, amelyben nagyszerűen ötvöződik a klasszikus mesefilmek bája a modern fantasy világával.