20××年。新たなる居住地を目指す“人類移住プロジェクト”として、5000人の乗客＜パッセンジャー＞を乗せた豪華宇宙船アヴァロン号が地球を出発。目的地の惑星到着まで120年、冬眠装置で眠る安全な旅であった。だが乗客の中で、なぜか二人の男女だけが90年も早く目覚めてしまう……。エンジニアのジム・プレストン(クリス・プラット)と作家のオーロラ・レーン(ジェニファー・ローレンス)は、絶望的状況の中でお互いに惹かれ合っていく。そんななか、彼らはなんとか生きる術を見つけようとするが、予期せぬ出来事が二人の運命を狂わせていくのだった……。