Mientras reparan un satélite fuera de su nave, dos astronautas sufren un grave accidente y quedan flotando en el espacio. Son la doctora Ryan Stone, una brillante ingeniera que realiza su primera misión espacial, y el veterano astronauta Matt Kowalsky. La misión exterior parecía rutinaria, pero una lluvia de basura espacial les alcanza y se produce el desastre: el satélite y parte de la nave quedan destrozados, dejando a Ryan y Matt completamente solos, momento a partir del cual intentarán por todos los medios buscar una solución para volver a la Tierra.