Tras varios años en la cárcel, Cassie Black desea cerrar su historial delictivo para siempre y llevar una vida convencional. Trabaja en un concesionario de automóviles de Los Ángeles y nada parece enturbiar su plena reinserción hasta que un hecho inesperado le obliga a jugárselo todo a una carta.
Cassie necesita dar un golpe final que le permita realizar el último sueño que le queda y dar así un giro definitivo a su vida. Para ello recurre a Leo Renfro, un amigo de los viejos tiempos que le propone participar en un gran robo en Las Vegas. A pesar de lo arriesgado del asunto, Cassie acepta convencida de que con su experiencia como ladrona de guante blanco logrará salir airosa de la operación. Superticioso, Leo le da un último consejo: evitar realizar el trabajo durante la luna vacía de curso, una situación astral que puede torcer incluso el plan más perfecto.
Connelly retrata en Luna funesta el mundo del juego y de la mafia de Las Vegas corroborando su extraordinaria habilidad para insuflar realidad a su ficción, para detenerse con acierto en los detalles más sutiles.