배우를 꿈꾸는 캐시와 작가를 꿈꾸는 제이미는 만나자마자 열렬한 사랑에 빠진다. 그러나 그로부터 5년이 지난 현재, 캐시는 혼자 남겨져 자신을 떠난 제이미를 그리워한다. 과연 지난 시간 두 사람 사이에는 무슨 일이 벌어졌던 것일까. 영화는 다양한 시간대를 자유롭게 오고 가며 두 사람이 겪었던 일들을 보여준다.
2057년, 태양이 죽어가고, 인류는 멸망의 위기에 처하게 된다. 지구에서는 마지막 방법으로 태양을 폭파시켜 다시 태양을 되살릴 8명의 대원들을 실은 이카루스 2호를 우주로 보낸다. 오랜 비행 끝에 마침내 태양에 근접한 이카루스 2호. 하지만 마지막 임무를 수행하려던 찰나에 예기치 않은 사고가 발생하고 대원들이 하나둘씩 사라진다. 이카루스 2호는 삽시간에 혼란에 휩싸이고 어떤 누구도 생존할 수 없을 지경에 처하게 된다. 그리고 서서히 드러나는 의문의 존재.. 과연 누군가 살아남아 태양을 구할수 있을것인가?
21세기 초, 핵전쟁으로 초토화된 지구상에 재건된 신국가 리브리아에서는 감정이 허용되지 않는다. 모든 국민들은 총사령관의 지령에 따라 감정을 배제하는 약물 프로지움을 투입한다. 인간의 감정이 전쟁과 범죄를 유발한다는 이유로 예술작품들 또한 모두 제거된다. 기계 같은 특수전사 존 프레스턴(크리스천 베일)은 감정 회복을 꾀하는 반군을 진압하는 데 혁혁한 공을 세운다. 그러나 동료의 자살, 아내의 숙청 등으로 인해 괴로운 감정에 휩싸이고, 급기야 프로지움의 투약을 중단하며 서서히 통제됐던 감정을 경험하게 되는데...
