库伯从梦中惊醒，他的女儿墨菲知道他又做着坠机的梦，墨菲和汤姆要开家长会，库伯带着孩子们上学，出门的时候看到邻居纳尔森烧掉了自己种的秋葵，他们在路上车胎爆了，于是他们下车补胎，库伯看到了一架飞机，他带着孩子们追赶着这架飞机。库伯把这架飞机弄了下来。库伯带着飞机送汤姆到了学校，他到办公室参加孩子老师的面谈会。汤姆的老师告诉库伯汤姆成绩太差无法考上大学，墨菲传阅的一本关于月球的书让老师觉得墨菲的想法不切实际。这让库伯生气，这是一个没有MRI的时代，库伯的太太死于脑囊肿，这个时代没有任何先进的仪器，人们甚至认为花钱在这些仪器上是一种浪费。 　　库伯带着家人在球场看棒球比赛，突然沙尘暴来了。人民开始逃离球场，沙尘暴弥漫了整个地区。库伯和家人带着口罩开车准备回家，但是沙尘暴挡住了他们的视线，他们走回家，库伯让孩子们检查门窗，墨菲突然想起房间窗户没关，她冲回房间，库伯也跟了上去。房间的空气中布满了沙尘，库伯把窗户关上，墨菲拿着自己的枕头到汤姆的房间。库伯在墨菲的房间看着沙尘研究着什么，他突然想到了坐标，库伯带着墨菲去找沙尘上显示的地方，墨菲的外祖父送汤姆去上学。库伯带着墨菲进入了宇航局，库伯告诉布兰德教授自己通过一个超自然现象找到了这里。库伯曾经是宇航员，他和布兰德教授相识，布兰德教授告诉库伯食物正在逐渐减少，每年都有一种作物在消失，随着枯萎病越来越严重，农作物最终会全部消失，最后人类也会灭亡。布兰德希望库伯乘坐徘徊号飞船去太空寻求新的人类可以生存的星球，在土星附近出现了一个虫洞，通向另一个星球。十年前的啦撒路行动侦查到另一个星系有十二个人类宜居的地方，由于带上飞船的资源有限，不能将所有的宜居地都找出来，库伯的任务就是找出一个最终适合的地方，布兰德教授制定了两个计划。他们制定了b计划验证如何利用地心引力将一定数量的人口带到其他星球，他们计划将受精卵带到飞船上孵化，最后放到其他星球，但是地球的人带不走。于是只能执行a计划。库伯答应了布兰德的请求。 　　库伯和墨菲回到家，墨菲不希望库伯离开。库伯告诉墨菲的外祖父他要离开去探索另一个星球。墨菲挽留库伯留下，但是他无法给墨菲一个肯定的承诺，墨菲意识到他有可能再也回不来。库伯就这样离开了，墨菲从家里冲出来想要再次挽留库伯。库伯开着飞船到了太空。同行的还有布兰德，塔斯，罗密斯。库伯开着飞船和永恒号对接，他们到达木星需要两年时间，为了让他们的生命更长，他们必须在休眠舱休眠。库伯将自己的录音通过布兰德教授传达给家人，墨菲一直介意父亲的离开，所以墨菲一直不愿意和父亲说话。库伯心里感到遗憾，他们到了虫洞，打算靠近米勒的星球，啦撒路计划中十年前去到虫洞附近的星球开始收集数据的成员到达的星球，但是到达米勒的星球附近有黑洞，时间会变慢，虫洞的一小时相当于地球的七年，他们抵达了米勒的星球，根据米勒发出的信号，道尔和布兰德出舱找寻米勒，却发现只有一堆残骸。米勒已经碎了。库伯看到远方巨浪袭来，库伯让布兰德和道尔赶紧回到舱内，布兰德想要将数据捡回，她耽误了时间，道尔让布兰德进入舱内，自己来不及回到舱内就被巨浪冲倒，库伯将舱门关闭。 　　布兰德和库伯才发现因为时间的不同，米勒可能只是刚刚抵达这个星球数小时，在地球却是几年。库伯回到机舱，罗密斯告诉库伯已经过去二十三年，罗密斯没有休眠，他跟着地球的时间变老。库伯和布兰德只剩下曼恩博士和艾德蒙斯两个选择，曼恩博士的星球更具有生命体居住的条件。库伯选择了曼恩。墨菲发现布兰德教授的公式是建立在时间不变的前提下，这个推演公式早就被解了出来。布兰德教授去世了，他在临终前告诉墨菲自己没有计划将地球上的人类送到其他星球生活。墨菲告诉布兰德他的父亲去世了，墨菲甚至怀疑布兰德和库伯知道布拉德教授的计划，当布兰德和库伯找到曼恩博士，曼恩博士被唤醒。曼恩博士告诉库伯这里能够让人居住。布兰德和库伯从曼恩的口中得知了布兰德教授的计划。墨菲带着医生去看汤姆的孩子，医生告诉汤姆必须马上离开这里，汤姆坚持要待在这个家，守着这片农场。曼恩和库伯外出寻找适宜的地方，曼恩欺骗了库伯和布兰德，这里根本没有合适人类居住的环境，曼恩为了阻止库伯回去，他袭击了库伯，库伯在危急时刻呼叫布兰德，布兰德赶来将库伯救回机舱，但是曼恩的驻地发生爆炸，罗密斯死了。 　　布兰德和库伯开着飞船离开，他们准备和永恒号对接，曼恩将权限更改，库伯无法和永恒号对接。曼恩的机舱爆炸，库伯和布兰德尝试用永恒号的速度进行对接，最后对接成功，库伯和布兰德进入了不同的机舱，库伯带着徘徊者二号进入了黑洞，他失去了控制，最后他掉进了黑洞的五维空间，库伯进入了墨菲的空间，他尝试着跟墨菲沟通，库伯给墨菲留下了黑洞的线索，墨菲似乎明白了这是库伯给他留下的线索，墨菲利用这些线索解出了拯救人类的方法。黑洞的立方体开始关闭，库伯被传了出来。库伯醒来，看到了自己躺在医院，他被救了出来，墨菲建立了空间站，人类得救，生活在木星的上空，医生告诉库伯他已经124岁，墨菲也老了。墨菲躺在病床上，他的家人都来到了她的床边，库伯拉着墨菲的手，墨菲让库伯去找布兰德，布兰德还在太空，她找到了新的营地，库伯开着飞船去找布兰德。…