Con la esperanza de dar una vida mejor a su hijo, Rosario viaja de manera ilegal en los Estados Unidos para conseguir trabajo allá, mientras que su madre cuida de su hijo Carlitos en México. Después de la inesperada muerte de su abuela, Carlitos se embarca en un peligroso viaje ilegal para los Estados Unidos para reunirse con su mamá. En el camino, se encontrará con Enrique, un hombre egoísta que también se dirige a cruzar la frontera que, renuentemente, ayudará a Carlitos a cumplir su objetivo. Protagonizada por Adrián Alonso Kate del Castillo, Eugenio Derbez, la historia de La misma luna lleva tanto a Rosario como a Carlitos, junto a Enrique, a embarcarse en sus propias travesías, en un desesperado intento por reunirse. Por el camino, la madre e hijo se enfrentan a retos y obstáculos, conocen a personas que les ayudan o les perjudican, pero nunca pierden la esperanza que algún día estarán juntos.
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