Lo psicologo Chris Kelvin (George Clooney) viene mandato sulla stazione spaziale Prometeo, che ha inspiegabilmente interrotto ogni contatto con la Terra, per indagare su quanto sta succedendo. Arrivato a bordo scopre che il comandante della missione, suo vecchio amico, si è suicidato e i due scienziati superstiti stanno a loro volta soccombendo al mistero di Solaris. Questo influsso straordinario mette in crisi anche Chris, che vede materializzata accanto la moglie morta suicida anni prima. Si troverà a dover fare i conti con la propria memoria, desideri e paure che misteriosamente su Solari si trasformano in realtà.