1904 год. Русско-японская война. В Маньчжурии вместе с отступающей армией движется госпитальный обоз. Старший ординатор Сергей Каренин берет на себя руководство госпиталем, который размещается в полузаброшенной китайской деревне. Каренин проводит операцию раненого полковника. Услышав фамилию хирурга, полковник вздрагивает, ведь она ему знакома. Оказывается, раненый полковник — Алексей Кириллович Вронский.

Ночью Сергей Каренин приходит в палату к Вронскому и просит его рассказать, почему его мать, Анна Каренина, которую граф знал тридцать лет назад, покончила с собой, бросившись под поезд. Вронский начинает повествование...

Москва, 2000 год. Слесарь Арнольд уводит жену у актера Олега Волкова, который решает утопить свое горе в ближайшем баре. Там он встречает пожилого пенсионера Прохорова. Старик предлагает Олегу простой план мести — отравить соперника. С этого момента события начинают разворачиваться стремительно. История возвращается назад во времени, рассказывая о знаменитых отравлениях разных эпох и культур, от Нерона до Екатерины Медичи, охватывая средневековый Рим и древнюю Персию. Так начинается всемирная эпопея отравлений.

Москва, 1902 год. Константин Станиславский, известный режиссер, в поисках новых идей для своей следующей пьесы решает погрузиться в мир городской бедноты. Он обращается за советом к Владимиру Гиляровскому, признанному эксперту по московским трущобам. Вместе они отправляются на печально известную Хитровку, где сталкиваются с расследованием убийства загадочного местного жителя — индийца-сикха с мрачным прошлым.

Вторая мировая война приближается к своему завершению. Ожесточённые затяжные сражения истощают обе стороны конфликта. Однако по мере того, как советские войска продвигаются всё увереннее, на полях битв всё чаще появляется гигантский и непобедимый немецкий танк под названием «Белый тигр». Этот танк внезапно возникает из дымки боёв, беспощадно уничтожает противников и неожиданно исчезает. Чтобы справиться с этой угрозой, советское командование принимает решение создать специальный танк на базе модели Т-34-85, сделав его максимально уникальным.

Музыкант, работающий в одном из московских ресторанов, отправляется в Сан-Франциско с целью вернуть свою дочь. Его бывшая жена тайно увезла маленькую Анюту, выйдя замуж за уважаемого американца. После трогательной встречи с дочерью, они отправляются в путешествие автостопом по всей Америке, где их ждут множество комедийных ситуаций и захватывающих приключений.

В командировке главный герой оказывается в странном городе, напоминающем наш мир, но с явной абсурдностью в повседневной жизни. Здесь его ждут неожиданные открытия и секреты, которые делают возвращение к привычной реальности все более сложным. Город Зеро постепенно раскрывает перед ним свои загадки, затягивая все глубже.

Гордей Кабачков, профессиональный мошенник, решил посвятить себя научной деятельности и добился в этом значительных успехов. Устроившись в Институт античной культуры, он без труда обманывает доверчивых членов ученого совета и защищает диссертацию. После этого занять пост директора для него было лишь вопросом времени.

Советская Россия, двадцатые годы, время НЭПа. Костя Иванов, студент Одесского музыкального техникума, увлекается новым музыкальным направлением - джазом. Однако его страсть к джазу вызывает недовольство, и его, комсомольца, исключают из техникума, поставив перед выбором: учёба или музыка. Константин решает следовать своему сердцу и выбирает джаз.

Костя мечтает создать собственную джазовую группу. По объявлению к нему присоединяются два друга-музыканта: Стёпа, играющий на банджо, и Жора, барабанщик. Константин заражает их своим энтузиазмом к джазу, и новоиспечённый коллектив начинает репетировать, стремясь создать что-то новое и уникальное.

Иван, только что закончивший школу, проводит время в ожидании призыва в армию, подрабатывая курьером в редакции. Взрослые, серьезные люди вокруг него с трудом справляются с его удивительной способностью превращать любые события в нечто невероятное. Иногда это приводит к уморительно смешным ситуациям, а порой к печальным и даже трагическим последствиям.

В ночь с 16 на 17 июля 1918 года в Екатеринбурге произошло трагическое событие: бывший император Николай II, его супруга, дочери и неизлечимо больной сын были убиты без суда и следствия. Спустя десятилетия, один из обитателей психиатрической больницы, бывший заключенный, утверждает, что был непосредственным участником тех событий и считает себя цареубийцей.

1904 год, разгар русско-японской войны. В Маньчжурии российский военный госпиталь, вынужденный отступать, занимает полузаброшенную китайскую деревню. Начальник госпиталя, Сергей Каренин, обнаруживает, что один из раненых офицеров, которого ему предстоит оперировать, – граф Вронский. Этот человек когда-то разрушил жизнь его матери, Анны Карениной, и косвенно стал причиной смерти его отца. Несмотря на отсутствие надежды на ответ, Каренин решается задать Вронскому вопрос, который терзал его всю жизнь: что заставило его мать нарушить все границы? Вронский, узнав, что перед ним именно тот самый Сережа Каренин, после некоторых колебаний соглашается рассказать историю своей трагической любви к Анне Карениной. При этом он отмечает, что люди склонны помнить лишь то, что им удобно.

Россия начала XX века погружена в волну жестоких террористических актов, направленных против высокопоставленных государственных деятелей. Главной целью террористов становится убийство Великого князя Сергея Александровича. Организацией покушения занимаются члены так называемой «Боевой организации» под руководством Жоржа.

Процесс подготовки теракта позволяет заглянуть в души и мысли террористов, каждый из которых движим своими мотивами: кто-то идет на это ради любви к ближнему, кто-то - из жажды мести, кто-то - ради принципов или веры в светлое будущее. Однако одна попытка за другой терпят неудачу, и почти все организаторы погибают.

Оставшийся в живых Жорж неожиданно осознает, что убийство Великого князя стало для него смыслом жизни. Он готов пойти на всё ради достижения своей цели. После дерзкого убийства Жоржа постигает разочарование, когда он понимает, что его поступок не принес желаемого результата.

В фильме «День полнолуния» зрители встречаются с разнообразными персонажами: представителями новой российской элиты и пожилым узбеком, успешным наемным убийцей и знаменитым ди-джеем, очаровательной княжной и таинственным монахом, зарубежным дипломатом и великим поэтом.