I en liten by, inte långt från Samarkand, drömmer 17-åriga Mamlakat om att bli skådespelerska. En vacker fullmånenatt förförs hon av en mystisk främling som säger att han känner Tom Cruise. Mannen försvinner i mörkret och lämnar Mamlakat, som nu är gravid, bakom sig. För hennes far, Safar, och brodern Nasreddin är upprätthållandet av familjeäran en fråga om stolthet, så de ger sig av med Mamlakat för att finna barnets far. I Mamlakats mage får även Khabibulla vara med om de otroliga äventyr och konstiga händelser som drabbar de tre i jakten på fadern.

Luna Papa är en tragikomisk resa genom centralasiens vilda landskap där tradition och vidskepelse blandas med den moderna världens kaos.