Sinetron Memeluk Bulan mengisahkan tentang perjalanan bocah cilik bernama Raja (Jerico Gowtama) yang mencari ayah kandungnya di Jakarta. Raja nekat pergi ke Jakarta seorang diri demi ibunya, Gita (Gita Sinaga).

​

Sejak kecil, Raja hanya tinggal bersama ibunya di kampung. Sosok ayah baginya bagaikan bulan yang jauh di langit. Tak terjangkau namun selalu ada.

​

Raja merupakan anak Sholeh dan sangat mencintai ibunya. Gita selalu bersedih jika Raja bertanya keberadaan ayahnya. Tak ingin ibunya bersedih, Raja berhenti menanyakan ayahnya.

​

Sampai suatu hari, Raja mendengar doa sang ibu. Kanker yang diderita Gita masuki stadium 4. Gita berharap agar dapat bertemu dengan ayah Raja yaitu Bayu (Ali Syakieb) sekali saja. Untuk menitipkan Raja dan ingin mati dalam pelukannya.

Mendengar doa Gita, Raja berpikir kehadiran ayahnya mampu menyembuhkan ibunya. Gita kolaps dan dilarikan ke rumah sakit saat mengejar Raja yang hendak pergi ke Jakarta.

​

Di Jakarta, Raja hampir dijual oleh tukang ojek yang menolongnya. Kakak beradik, Cika dan Sifa menyelamatkan Raja dan membawanya ke rumah mereka yang ternyata merupakan rumah Bayu.

​

Hadirnya Raja sempat ditentang Oma Rosa (Ibu Bayu). Tapi Arini (Anneke Djodi), bayu dan anak-anak menerima kehadiran Raja dan berniat membantunya. Betapa kagetnya Bayu saat tahu kalau Raja adalah anak kandung Gita.

​

Beberapa tahun lalu, Bayu menolong Gita dan menikahinya di kampung. Bayu terkejut ternyata pernikahannya dengan Gita membuahkan anak laki-laki bernama Raja. Ironisnya, Oma Rosa sangat mendambakan cucu laki-laki dari Bayu.