A bordo da nave Leonov, uma tripulação que reúne americanos e soviéticos, está a caminho de um encontro com a Discovery, estacionada em órbita fixa. Aquilo que eles não sabem é que estão a caminho, também, de um futuro desconhecido para os humanos, e que o seu destino poderá ficar nas mãos do antigo computador da Discovery, o HAL-9000.