出艙工作的俄羅期空間站資深航天員奧列克.博格丹諾維奇意外受傷。為防止病情惡化或帶傷返回地球時死亡，俄航天管理部門緊急選拔胸外科醫(yī)生進行培訓(xùn)，本片女主角熱妮亞.別利亞耶娃（丈夫謝爾蓋車禍去世，帶著女兒和母親生活）最終進入了太空。然而開胸后卻發(fā)現(xiàn)太空中與地球完全不同，無法按照地球上的常規(guī)操作進行手術(shù)，而熱妮亞卻拒絕了停止手術(shù)的指令，勇于承擔起身為醫(yī)生要救死扶傷的責任，航天部門的主管沃林也堅定地支持她。熱妮亞根據(jù)她醫(yī)生男友的建議因地制宜、自制設(shè)備，最終與她的醫(yī)護人員齊心協(xié)力取得了這場太空手術(shù)的成功。觀察期后，她和奧列克順利返回地球并與親人們團聚。