"Die Frau im Mond" erlebte am 15. Mai 2016 im Rahmen der Internationalen Filmfestspiele von Cannes seine Premiere, wo der Film im Wettbewerb lief. Er kam am 19. Oktober 2016 in die französischen Kinos, wo er von rund 280.000 Zuschauern gesehen wurde, und lief am 2. März 2017 auch in den deutschen Kinos an.