Princess Snow Kaguya – uma mulher de gelo - vagueia pelo espaço num cometa, até encontrar a Terra. Decidida a possuí-la, manda monstros (Snow Dancers) para cobrir a terra num manto de neve.

Enquanto isso, Kakeru, um astronomo, está a observar a Lua e vê um misterioso cometa que se aproxima. Um fragmento do cometa cai na Terra, Kakeru vai procurá-lo, e encontra um belo cristal...
É Inverno e as Sailors estão a passear por Tóquio, seguidas por Luna, que anda meio gripada. Sentindo-se mal, Luna resolve ir para casa, mas desmaia no meio da rua. É quando Kakeru a salva de ser atropelada.

Kakeru cuida de Luna toda a noite. Na manhã seguinte, Luna já se sente recuperada. Então, chega Himeko, uma jovem astronauta, namorada de kakeru, que se preparava para o "Projecto Fronteira Lunar", uma expedição à Lua.     

Kakeru conta a Himeko sobre o cometa que descobriu, mas esta zanga-se, pois diz que ele está a ser muito supersticioso e novamente a perder tempo a observar a Lua. Kakeru e a Himeko discutem e ela vai-se embora. O rapaz fica a conversar com Luna e ela começa a sentir algo diferente... Estaria apaixonada?
        

Enquanto isso, as Sailors já tinham acabado de lutar contra as Snow Dancers lançadas pela Princess Snow Kaguya, que atacavam a cidade, e, agora que o perigo já tinha passado, elas procuravam a Luna desesperadamente.

Acharam a gatinha a andar pela rua com um laço amarelo ao pescoço, que lhe tinha sido dado por Kakeu. No entanto, o cientista  continua a sentir-se cada vez mais fraco, algo  relacionado com o misterioso cristal do cometa estava a torná-lo doente.

Entretanto, a Princess Snow Kaguya envia mais Snow dancers com o objectivo de estas encontrarem a peça final do puzzle que lhe permitiria congelar o planeta terra.

 

A Luna avisa as raparigas sobre o cometa misterioso, no entanto, o computador da Ami não o conseguia localizar. Nessa altura, já todas as Sailors  se tinham apercebido de que a gata estava apaixonada por alguém. Artemis, perante esta situação, sente-se rejeitado.

 

 

 

 

Naquela noite, Luna pergunta a Usagi algumas coisas sobre amor, depois de a ter visto na tarde daquele dia com o Mamoru, juntos. Passa algum tempo e ela volta à casa de Kakeru onde o vê chatear-se com Himeko. Todavia, ela entende que a pessoa que o astronauta mais ama é Himeko. Usagi, que a seguira, conversa com ela e conforta-a. No entanto, surgida do nada, a Princess Snow Kaguya entra no quarto do Kakeru, onde agarra o cristal do cometa: justamente o que lhe faltava para que pudesse completar seu plano maligno de colocar a Terra num congelamento eterno.

 

Kakeru piora e Luna diz que se ela pudesse voltar a ser humana (no mangá, Luna e Artemis são originalmente humanos), ela poderia ser a Princesa Kaguya e aliviar a dor de Kakeru. As Sailors do Espaço Exterior (Michiru, Haruka e Setsuna) lutam em vão contra dezenas de Snow Dancers. É então que chegam as outras Sailors, mas nada adianta, os seus poderes são ineficazes.

 

Sailor Moon usa o Santo Graal e transforma-se em Super Sailor Moon. As Sailors juntam-se à sua volta e concedem-lhe os seus poderes. Aí ela usa o poder do sagrado Cristal Prateado e destrói a mulher de gelo.
        

Agora que o planeta esta a salvo, a Sailor Moon pede ao Cristal Prateado que, pelo menos por uma noite, transforme Luna em humana.
 Então Luna transforma-se em humana e, como Princesa Kaguya, leva Kakeru a passear pelo espaço. Depois do passeio, Luna diz ao jovem cientista que é hora de voltarem para casa e que ele deve ficar com a Himeko, sua verdadeira princesa.

Himeko volta à Terra e fica com o Kakeru. Luna volta para casa com o Artemis e o filme acaba com os dois casais, Usagi e Mamoru e Luna e Artemis, a olhar para o pôr-do-Sol ao som de "Moonlight Densetsu".