En 1693, le père jésuite Yves de La Croix, explorateur au service du roi Louis XIV, ramène à Versailles un couple de mammifères marins capturés dans les mers du Nouveau Monde. L'un d'eux succombe, tandis que l'autre, la femelle, survit et provoque l'ébahissement général. Marie-Josèphe, la jeune soeur du religieux, qui se voue à l'étude des sciences naturelles loin des intrigues de la cour, devient l'intermédiaire entre les humains et la créature aussi laide que son chant est beau.
Protégé par le roi vieillissant qui espère découvrir le secret de l'immortalité, Yves cherche à percer les mystères de la voix divine de l'étrange sirène. Mais revendiquer l'intelligence de cette créature est un grave défi aux conventions aristocratiques et à l'obscurantisme chrétien. Conte tragique où vérité historique et imaginaire se mêlent et se côtoient, La Lune et le Roi-Soleil est aussi un plaidoyer pour la tolérance et la liberté.