Cassie Black desea cerrar su historial delictivo para siempre. 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. Necesita dar un golpe final que le permita realizar el último sueño. 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.
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.