Ryland Grace (Ryan Gosling) erwacht an Bord eines Raumschiffs – weit entfernt von der Erde und ohne jede Erinnerung an seine Identität oder den Grund seiner Mission. Bruchstückhaft kehren seine Erinnerungen zurück. Er erkennt, dass er eine zentrale Rolle in einem Wettlauf gegen die Zeit spielt: Eine rätselhafte Substanz bedroht die Sonne und damit das Überleben der Menschheit. Um eine globale Katastrophe zu verhindern, setzt Grace sein naturwissenschaftliches Wissen ein und entwickelt ungewöhnliche Lösungsansätze. Während seiner Reise stößt er auf eine überraschende Verbindung, die ihm zeigt, dass er in seinem Kampf möglicherweise nicht auf sich allein gestellt ist.