Louise mora com o namorado, Rémi, num subúrbio de Paris, mas também mantém um apartamento no centro da Cidade-Luz. Ela, que terminou seus estudos em artes, não gosta muito da proposta do namorado: ele quer se casar. Acreditando que perderá a liberdade se trocar alianças, Louise decide passar mais tempo na sua residência parisiense, imaginando que sua relação ficará mais forte com um pouco de distância. Mas seu plano se vira contra ela quando a solidão a levar a se encontrar com outros homens.

Noites de Lua Cheia é o quarto filme da série Comédias e Provérbios, de Eric Rohmer - que inclui, entre outros, A Mulher do Aviador, recentemente exibido nos cinemas. Pascale Ogier, que interpreta Louise, recebeu o prêmio de melhor atriz no Festival de Veneza em 1984.