在美国太空站，一个男宇航员Matt Kowalsky和女同事Ryan Stone出舱修复望远镜时，卫星爆炸的碎片撞到了太空站，除了出舱的两人，其他人全部丧命。之后，漂浮在外、毫无凭借力的两人要想方设法地回到地球，他们遭遇了重重险情，Matt为了Ryan自我牺牲，让Ryan登上了一个废弃的俄罗斯空间站，并凭此再借力靠近中国的天宫一号，期间的各种故障让Ryan近乎绝望自杀，但凭借着濒死前看到Matt的幻象，她振作起来，找到方法登上了天宫一号，并最终返回地球。