故事发生在墨西哥城的一个中产阶级社区“罗马”，讲述年轻女佣克里奥（雅利扎·阿巴里西奥饰）在雇主索菲亚（玛丽娜·德·塔维拉饰）家中工作，该家中索菲亚的丈夫长期在外，由女佣克里奥照顾索菲的四个孩子。突如其来的两个意外，同时砸中了女佣克里奥和雇主索菲亚，两人究竟该如何面对苦涩茫然的生活？四位孩子似乎是希望所在。 这是以导演阿方索·卡隆的儿时记忆铸成的影片，而卡隆其实就是片中某一位小孩。

20年后的人类社会，正面临着前所未有的灭顶之险——所有的人类都丧失了生育能力，而东欧和非洲国家已经四分五裂，人口向英国等富裕国家大量迁移。
然而在英国境内，人们正陷入一片混乱和恐慌中。人人都为世界末日的到来而焦躁狂暴。非洲女孩肯（克莱尔-霍普•阿什提 Claire-Ho pe Ashitey饰）非法移民到这个国家，但令人振奋的是她腹中竟然怀有孩子。为了保住人类唯一的血脉，警察蒂奥（克里夫•欧文 Clive Owen 饰）和前妻朱丽（朱丽安•摩尔 Julianne Moore 饰）决定不惜一切代价将肯安全离境，但枪林弹雨却使他们举步维艰。
在逃亡中，婴儿出生在了一个难民营里。刀枪当前，保住人类最后的希望，成为蒂奥心中唯一的信念。

深邃浩瀚的外层空间，蔚蓝的地球与深不见底、漆黑一片的宇宙形成鲜明对比。一台隶属美国的空间站，数名宇航人员正进行太空漫步，对所属卫星做着例行检查。初上太空的瑞安·斯通博士（桑德拉·布洛克 Sandra Bullock 饰）在经验丰富的宇航员麦特·科沃斯基（乔治·克鲁尼 George Clooney 饰）的协助下，有条不紊地检查每一个部件。此次是科沃斯基退休前的最后一次飞行，他幽默风趣地活跃着团队的氛围。就在此时，休士顿总部传来骇人消息，不久前行将废弃俄罗斯卫星被导弹击毁，碎片以超过子弹的速度在地球轨道上散开，并意外击中其他卫星，引起连锁反应制造了新的碎片。
瑞安一行遭到碎片重创，有的同伴不幸身亡，而她和科沃斯基失去控制坠入宇宙深处。幸存的二人不得不彼此信赖，拼尽全力朝向故土前进……