Un futuro no muy lejano. La humanidad se ha visto obligada a salir en busca de nuevos planetas que colonizar. Este viaje supone un largo recorrido por el espacio con una duración de 120 años. Tras muchas negociaciones, los altos mandos de la Tierra deciden enviar a un grupo de 5.000 pasajeros a una lejana colonia, en un estado de sueño inducido dentro de una nave espacial.

Los problemas empiezan cuando, debido a una avería en las cámaras de sueño, este mal funcionamiento provoca que un pasajero despierte de su hibernación 60 años antes de llegar a su destino. Desesperado al comprobar que su proceso de criogenización ha fallado, Jim Preston (Chris Pratt), un joven mecánico, comienza a dar vueltas ante la perspectiva de envejecer y morir absolutamente solo. Pero más adelante descubre que no es así, pues se topa de pronto con una mujer, Aurora Lane (Jennifer Lawrence), una escritora de Nueva York que tiene como objetivo viajar por el espacio para después publicar la experiencia en un periódico.