《2001太空遨游》后9年，前国度航天委员会主任弗洛伊德博士（罗伊•谢德 Roy Scheider 饰）领受苏美合故故阴谋，领导露出号航天站设计者科脑博士（约翰•利顾虑戈 John Lithgow 饰）和HAL9000电脑的独创人钱币德拉博士（鲍勃•巴拉班 Bob Balaban 饰）登录木星附近的苏联航空站，与苏联宇航员卡布珂（海伦•米伦 Helen Mirren 饰）等合故故，空中接轨美国露出号航天站，调查九年前的变乱起因，穷究木卫二的隐藏黑石，并查明宇航员大卫•伯曼（凯尔•杜拉 Keir Dullea 饰）缘何隐藏走失。然而管事践诺尚未过半，美苏说合愈发紧绷，构兵一触即发；与此同期，大卫•伯曼竟骤然现身对弗洛伊德博士发出隐藏鉴戒。