En un futuro cercano, Theodore, un hombre solitario a punto de divorciarse que trabaja en una empresa como escritor de cartas para terceras personas, compra un día un nuevo sistema operativo basado en el modelo de Inteligencia Artificial, diseñado para satisfacer todas las necesidades del usuario. Para su sorpresa, se crea una relación romántica entre él y Samantha, la voz femenina de ese sistema operativo.

Una niña inteligente, decidida y enamorada de la ciencia construye un cohete para viajar a la Luna y demostrar la existencia de una legendaria diosa. Allí la pequeña, de nombre Fei Fei, se verá envuelta en una inesperada aventura y descubrirá un enigmático mundo de criaturas fantásticas.

La película de TV sigue a Star cuando regresa a su dimensión, Mewni donde descubre que la magia está desapareciendo en todo el reino. Star debe escavar profundo y desafiar a su enemigo Ludo en un esfuerzo para salvar su familia y el reino.