فیلم در دوران ماقبل تاریخ شروع می شود جائیکه با ظهور بلوکه ای عظیم میمونها وحشتزده به اینسو و انسو می روند. سپس به عصر مدرن می رویم جائیکه بلوکه ای دیگر روی ماه کشف شده است که امواجی را مداوما به مشتری می فرستد. دکتر دیوید بومن (کایر دول‌آ)، فرانک پولی (گری لاکوود)، سه دانشمند منجمد شده و هال 9000 کامپیوتری که مغز سفینه است به مشتری فرستاده شده اند تا گیرنده امواج را شناسایی کنند. اما این ماموریت با خطر مواجه شده است، هال 9000 باید تصمیم بگیرد که جان خدمه مهم تر است و یا اهداف ماموریت.