Vader 达斯（大卫•普劳斯 饰）秘密捕获了奥德兰公主 Leia（凯莉•费舍尔 饰）的星际飞船。危急时刻，Leia 命机器人 R2-D2（肯尼•贝克 饰）携带重要信息向隐居的绝地武士 Obi-Wan Kenobi（亚历克•吉尼斯 饰）求援。R2 成功逃离飞船，却在寻找 Obi-Wan 的途中被贾瓦人捕获，卖给了农夫 Owen（菲尔•布朗 饰），R2 只得再次逃跑。第二天，Owen 的侄儿 Luke（马克•哈米尔 饰）找到 R2 后，遭到了3名沙人的袭击，幸而 Obi-Wan 及时出现吓跑了沙人。Luke 回到家，发现 Owen 叔叔和 Beru 婶婶（谢拉格•弗雷泽 饰）已被追捕 R2 的帝国冲锋队杀害，于是决定跟随 Obi-Wan 学习原力之道，成为绝地。Obi-Wan 以高价雇了走私者 Han Solo（哈里森•福特 饰）的千年隼号，向奥德兰进发……

影片将聚焦美国传奇宇航员尼尔·阿姆斯特朗的生平，重点讲述他在1961-1969年间成为人类历史上第一个登月者的过程，同时也展现出人类在这次史上最危险的宇宙探索征途中所付出的难以想象的国家与个体牺牲。
影片根据詹姆斯·汉森的传记作品《第一人：尼尔·阿姆斯特朗的人生》改编而成。
尼尔·阿姆斯特朗，是人类历史上首位登上月球的宇航员。他1930年出生，2012年逝世，是美国阿波罗11号登月计划宇航员。在美国航空航天局服役时，阿姆斯特朗于1969年7月21日成为了第一个踏上月球的宇航员，也是第一个在地球外星体上留下脚印的人类成员。

为了解开神秘的石柱突然屹立于地面并攻击人的秘密，原子动力太空般帝斯卡巴里号出发飞往距离八亿公里远的木星。此宇宙飞船的成员包括波曼船长、布鲁飞行员及三个在圆筒内冬眠的队员等五人。途中电脑HAL发生错乱，破坏了冬眠装置，布鲁被诱出船外，于黑暗的太空中被杀，波曼船长则被困在母船中，与之展开生死格斗，结果人类终于获胜。不久宇宙飞船在进入木星的轨道后，因船长发现某地有与月球上的石柱一模一样的东西，就驶向它，却发生意外。当他醒来时，看见自已正和宇宙飞船在路易十六的寝室中。超越时间与空间，所有的一切东西都消失于白光之中后，飘浮在太空上的绿色地球，由一胎儿看守着，此胎儿正是波曼转世而成的，正继续等待着自己出生的日子。这部内容以不远的未来为背景，在广阔的宇宙空间中，人类将面对不可思议之事。