1962年,凯瑟琳·约翰逊(汉森 饰)、玛丽·杰克逊(梦奈 饰)和多萝西·沃恩(斯宾瑟 饰)三位黑人女性在NASA(美国航空航天局)工作,NASA正急于实现载人航天突破,却找不到合适的人才,凯瑟琳拥有超强数学天赋,被临时调往全白人男性的太空任务组,却受到使用单独洗手间、无法参与核心会议等歧视,最终凭借实力赢得信任;多萝西凭借敏锐的技术洞察力,最终成为首位非裔主管;玛丽则为争取工程师资格,勇敢挑战种族隔离学校的入学限制,最终成为NASA首位非裔女性工程师。三位黑人女性为首次宇航员绕行地球轨道一周做出卓越的贡献。同时面对性别歧视、种族歧视,她们坚韧勇敢,对偏见积极做出抗争,最终实现自我价值。
