Em Te Amo Daqui Até a Lua, o casal de recém-casados Lin Xiushan e Wang Rui vivem separados graças ao trabalho em cidades diferentes. Eles se encontram uma vez por mês viajando de trem e se separam novamente ao amanhecer. No dia do Festival do Meio do Outono, ambos ganham uma folga e decidem surpreender um ao outro. O destino, porém, tem outros planos: ao longo do feriado, eles se desencontram enquanto viajam entre as duas cidades. Os trens seguem em direções opostas, mas, nessa jornada, Lin e Wang conhecem diferentes passageiros, com desejos, objetivos e caminhos diversos. Uns estão celebrando, outros se despedindo, enquanto alguns estão entre a vida e a morte. O casal descobre o valor do amor verdadeiro antes da noite cair, provando do que há de mais doce e amargo na vida e no amor.