Der erfahrene Astronaut Matt Kowalski und seine Kollegin Dr. Ryan Stone befinden sich bei einem Routineeinsatz außerhalb ihres Shuttles auf der Erdumlaufbahn, als sie von einem Sturm von Satellitentrümmern überrascht werden. Ihre Kollegen kommen ums Leben, das Shuttle wird zerstört, die Kommunikation mit der Zentrale in Houston reißt ab, der Sauerstoff von Ryan wird knapp. Die einzige Rettung ist ein Spaziergang durchs All zu einer russischen Raumstation. Aber auch dort ist der Überlebenskampf noch nicht zu Ende.