Jim, een suïcidale man van middelbare leeftijd, is op weg van Alaska naar Californië. Hij wordt daar opgewacht door zijn broer Doug, die hem zal verzorgen en vastbesloten is hem niet uit het oog te verliezen. Door zijn ziekte is Jim hoogst onvoorspelbaar, maar hij probeert toch iets van betekenis te ontdekken in zijn relaties met zijn ouders en vrienden, zijn ex-vrouw en zijn kinderen. Wanneer een sessie met zijn therapeut ontspoort, ziet hij steeds minder mogelijkheden om met andere mensen te communiceren. Jim wordt voortgestuwd door zijn gedachten,
die hem op tragische wijze naar een onvermijdelijk einde leiden. Geschreven in David Vanns kenmerkende, kristalheldere proza is Heilbot op de maan een aangrijpend literair onderzoek naar een man die gevangen wordt gehouden door de duistere logica van zijn depressie en zijn laatste worsteling om daaraan te ontsnappen.