Во время работы американских астронавтов в открытом космосе происходит катастрофа. Астронавт-исследователь Райан Стоун (Сандра Буллок), занимавшаяся ремонтом космического телескопа «Хаббл», и ветеран-астронавт Мэтт Ковальски (Джордж Клуни), командир экспедиции на космическом челноке, оказываются единственными выжившими членами команды корабля после его столкновения с космическим мусором, возникшим в результате подрыва российского военного спутника.
Поскольку челнок получает повреждения, не позволяющие дальнейший полёт на нём и возвращение на Землю, Ковальски принимает решение добираться вместе с Райан Стоун до Международной космической станции с помощью своего индивидуального ракетного двигателя. Станция, также столкнувшаяся с космическим мусором, покинута экипажем, единственный оставшийся космический корабль типа «Союз» повреждён при столкновении и также непригоден для возвращения на Землю. Тем не менее, по мнению Ковальски, «Союз» пригоден для передвижения в космическом пространстве и позволит добраться до китайской космической станции «Тяньгун», к которой пристыкован космический аппарат «Шэньчжоу», фактически являющийся копией «Союза». Также он высчитывает, что обломки делают полный круг вокруг Земли за 90 минут, и предупреждает об этом Стоун. Он тянет за собой Стоун, у которой кончается кислород в скафандре. Отвечая на вопрос Ковальски о том, ждёт ли её кто-то на Земле, Стоун рассказывает ему, что у неё была дочь, которая погибла в результате несчастного случая в возрасте четырёх лет.
В связи с тем, что топливо в двигателе Ковальски закончилось, у астронавтов возникают проблемы при остановке у МКС.