故事发生在一艘名为“契约”的殖民太空船之上，飞船上搭载了两千名进入沉睡的殖民者，他们的目的地是遥远的欧米伽六号行星，希望能够在那里建立新的家园。一场意外的发生令契约号的能量收集帆遭到了破坏，船长布兰森（詹姆斯·弗兰科 James Franco 饰）亦不幸身亡。作为代理船长的欧朗（比利·克鲁德普 Billy Crudup 饰）带领着惊恐而又悲伤的船员们降落到了一颗未知的神秘星球上。
在这里，他们遇见了仿生人大卫（迈克尔·法斯宾德 Michael Fassbender 饰），大卫热情的接纳了人类的到来，并讲述了他和已故的肖博士（劳米·拉佩斯 Noomi Rapace 饰）在这里生活的经历。就在大卫渐渐赢得了船员们的信任的同时，大家已经一步一步的走入了前者为他们精心打造的地狱之中。

1965年，正值美国和俄罗斯先后准备向太空发射载人飞船之际，指挥官谢尔盖·科罗廖夫决定选派飞行员阿列克谢•列昂诺夫和帕维尔·贝尔耶夫执行首飞任务，提前于原计划两年执行。于此过程中，无论是两名宇航员还是指挥官和无数参与者，都面临着极大的压力和风险。
万众瞩目之下，媒体同步播出了发射过程，当阿列克谢打开舱门迈出太空第一步之际，整个苏联都为之沸腾。然而在阿列克谢准备返回的时候太空服失灵，紧接着飞船舱门无法自动关闭……让他险些命丧太空…….

位于外太空的“礼炮7号”空间站意外与地球失去联系，工程师维克托·阿约金和退役宇航员弗拉基米尔·费奥多罗夫临危受命，搭乘联盟号T-13寻找“礼炮7号”的踪迹，当经历宇宙空间对接、太空舱寒流、空间站失火、太阳能充电系统失灵等一系列危机准备返航之时，却被告知空间站即将被击落，一场更大的太空灾难正在袭来......

故事设定在28世纪，人类发现了如何进行时空旅行。韦勒瑞恩和洛瑞琳是“时空服务”的特工，负责保护地球帝国的行星。他们像往常一样执行着星际任务，但在执行一次任务时，他们偶然发现了一个秘密，而他们也被卷入其中，越陷越深……