Trong chuyến công tác đến một vùng quê nhằm tìm kiếm một số kỷ vật thời chiến để trưng bày tại Bảo tàng Quân đội, Phượng – cô thiếu úy, nhân viên sưu tầm của Bảo tàng – tình cờ bắt gặp hình ảnh lạ về một người phụ nữ trong đêm rằm tháng bảy. Như – người phụ nữ ấy – di chuyển lặng lẽ trong đêm như một bóng ma dưới ánh trăng, buộc những mảnh vải trắng dài rủ xuống trên tất cả các thân cây trong vườn, trên các cửa của ngôi nhà, rồi thắp hương, cầu khấn, khóc van như thể đang thực hiện một nghi lễ thần bí. Bị ấn tượng mạnh, Phượng đã ghi lại những khoảnh khắc này qua những tấm hình. Sự tò mò thôi thúc Phượng quay trở lại vùng quê để tìm hiểu thêm về câu chuyện của Như. Tại đây, Phượng được Như kể về chuyện tình hai mươi sáu năm trước giữa Như và Hải. Trước lúc Hải vào chiến trường Tây Nguyên để tham gia chiến đấu, hai người đã hẹn thề sẽ cưới nhau khi chiến tranh kết thúc. Nhưng những gì Như nhận được chỉ là tờ giấy báo tử của Hải. Như quyết định ở vậy chịu tang Hải suốt quãng đời còn lại bởi muốn thực hiện lời hứa với người yêu, và bởi Như tin, trong những đêm giỗ ấy, Hải đã về bên cô. Như cặm cụi tích góp những đồng tiền ít ỏi từ nghề làm muối, ấp ủ dự định một ngày nào đó cô có thể vào Tây Nguyên tìm hài cốt của Hải đưa về quê nhà thờ phụng. Khi trở về, Phượng viết bài “Vũ khúc ánh trăng” về câu chuyện tình cảm động của Như, đăng trên Báo quân đội. Tình cờ, Hải – người yêu năm nào của Như - đọc được bài báo và vô cùng day dứt và cảm thấy có lỗi với Như. Hải hiện đang sống cùng vợ và con gái ở Đà Lạt. Trong trận chiến đấu năm xưa, Hải trúng bom nên bị thương nặng, hỏng cả hai bàn chân. Anh may mắn được cha con Lài cứu sống và cưu mang. Điều kiện khó khăn lúc ấy khiến Hải chưa thể về quê tìm Như, và éo le thay, từ một buổi chiều hành động theo bản năng, Hải đã để lại một mầm sống trong Lài. Thêm vào đó, Hải nghe tin Như ở quê đã lấy chồng nên đành ở lại Đà Lạt và kết duyên với Lài. Giờ đây, biết Như vẫn một lòng với mình, Hải cảm thấy khó xử, rối bời khi đứng giữa hai người phụ nữ. Lài biết chuyện về Như qua bài báo, cũng trăn trở, phần muốn giữ Hải lại bên mình, phần muốn giải tỏa cho Hải khỏi những dằn vặt. Sau cùng, Lài quyết định để Hải trở ra Bắc gặp Như, và để Hải tự tìm cách giải quyết câu chuyện ba người…