《2001太空漫游》后9年，前國(guó)家航天委員會(huì)主任弗洛伊德博士（羅伊?謝德 Roy Scheider 飾）接受蘇美合作計(jì)劃，帶領(lǐng)發(fā)現(xiàn)號(hào)航天站設(shè)計(jì)者科腦博士（約翰?利思戈 John Lithgow 飾）和HAL9000電腦的創(chuàng)始人錢(qián)德拉博士（鮑勃?巴拉班 Bob Balaban 飾）登錄木星附近的蘇聯(lián)航空站，與蘇聯(lián)宇航員卡布珂（海倫?米倫 Helen Mirren 飾）等合作，空中接軌美國(guó)發(fā)現(xiàn)號(hào)航天站，調(diào)查九年前的事故原因，探索木衛(wèi)二的神秘黑石，并查明宇航員大衛(wèi)?伯曼（凱爾?杜拉 Keir Dullea