La doctora Ryan Stone (la ganadora de un premio Oscar Sandra Bullock) interpreta a una brillante ingeniera en su primera misión en un transbordador junto con el veterano astronauta Matt Kowalski (el ganador de un premio Oscar George Clooney). Durante lo que parecía ser una caminata espacial de rutina, el desastre golpea. El transbordador queda destruido, dejando a Stone y Kowalski completamente solos, atados únicamente a ellos mismos y en medio de la oscuridad. A medida que el miedo se transforma en pánico, cada bocanada de aire se lleva el poco oxígeno que les queda. Sin embargo, el único camino de regreso a casa puede ser adentrarse aún más en la aterradora inmensidad del espacio.
