Ryland Grace (Ryan Gosling) tỉnh dậy trong một con tàu vũ trụ mà không hề có bất kỳ ký ức gì. Anh dần khám phá ra mình là thành viên duy nhất còn sống sót của dự án Hail Mary - một sứ mệnh táo bạo đưa con tàu đến hệ mặt trời Tau Ceti để tìm cách cứu Trái đất khỏi ngày tận thế. Bất ngờ khi Grace đối mặt với một con tàu lạ và gặp gỡ sinh vật ngoài hành tinh mà anh đặt tên là Rocky.