2014年和2015年的交替之际，生物医学专家瑞安·斯通作为宇航科研专家踏上了她的第一次航天飞行任务，经验丰富的宇航员麦特·科沃斯基负责指挥，这将是他的最后一次太空之旅。 在他们最后一次出舱太空漫步修理哈勃望远镜时，休斯敦的控制中心发出警告，一枚俄国导弹击中了一颗废弃的人造卫星，碎片引发了连锁破坏性反应。不久之后，他们就和地面控制中心失去联系，斯通和科沃斯基仍然发出求救信息，心中抱有一丝侥幸希望地面工作人员能够听见。 高速飞行的卫星碎片使工程师Shariff不幸丧命，严重毁坏了航天飞船，把斯通撞到了很远的地方。科沃斯基利用航天服的推进器的救回了斯通。两个人拴在一起，想方设法回到航天飞船，可是却发现飞船已经被毁坏，无法使用了，其他的同伴都无一生还。两人希望身上的推进器能够带他们到达国际空间站，但ISS处在距离他们100公里的轨道上。科沃斯基估算出在他们下一次受到卫星碎片的威胁之前只有90分钟。 在前往国际空间站的途中，斯通说起了自己的生活，死于学校意外的她的女儿。当他们到达轻微受损的国际空间站时，看到人员都被疏散到了联盟号宇宙飞船，另外一个飞船也脱离了空间站，所以不能靠它返回地球了。但科沃斯基说联盟TMA-14M飞船可以将他们送往附近的中国的天宫一号空间站，到那里就可以返回地球了。由于缺乏氧气和持续的动力，他们试图抓住国际空间站，但不幸的是，斯通的腿被联盟号飞船的电源线缠住了，科沃斯基意识到这样下去他们两个人都会被推开。斯通还来不及抗议，科沃斯基就毅然解开了他与斯通之间的拴绳，电源线受到弹力把斯通带回到了国际空间站。飘走的科沃斯基用无线电对讲机向斯通交代了一些重要指令，鼓励她要勇敢。 斯通穿过气闸进入了空间站，大火又让她匆忙的逃到联盟飞船上。她发现飞船与空间站之间还连着电缆线，她只好再次出舱解决问题，好不容易成功了，但卫星碎片环绕了地球一周后又撞到了空间站。斯通将联盟号飞船调整到天宫一号的方向，但发现飞船推进器没有燃料。斯通陷入了绝望，甚至降低了舱压放弃求生。在她开始失去意识的时候出现了幻觉，看到科沃斯基走过来告诉她利用联盟号飞船的着陆火箭。斯通重新恢复了意识和信心，利用着陆火箭驶向天宫一号。 联盟号飞船无法停靠在天空一号空间站，斯通通过爆炸减压将自己弹出联盟号太空舱，把灭火器当推进器。就在天宫空间站因被卫星碎片撞离原来的轨道而脱离上边缘大气层的时候她进入了神舟飞船太空舱。太空舱向着地球表面坠落，斯通听见了地面指挥中心已经通过无线电追踪到了她的位置。最后太空舱落在湖泊里，斯通脱掉航天服游到岸边。她蹒跚的脚步终于踏上了陆地，真实的感受着地球引力。