Sandra Bullock joue le rôle de la Dre Ryan Stone, une ingénieure brillante dans sa première mission spatiale, qui se joint à l’astronaute chevronné Matt Kowalski, joué par George Clooney. Lors d’une sortie dans l’espace apparemment routinière, une catastrophe survient. La navette est détruite, laissant Stone et Kowalski complètement seuls, attachés à rien d’autre que l’un l’autre et à tournoyer dans le noir total. Le silence assourdissant leur rappelle qu’ils ont perdu toute connexion avec la Terre… et toute chance d’être secourus. Alors que la peur se transforme en panique, chaque gorgée d’air dévore le peu d’oxygène qui leur reste. Mais la seule façon de retourner à la maison est d’aller un peu plus loin dans cette étendue terrifiante de l’espace.