Filmy zimna wojna, astronauta, nieważkość

Film jest rozłożony na trzy, w szczególny sposób powiązane ze sobą historie. W pierwszej obserwujemy życie przodków ludzi - małp. Pewnego dnia z kosmosu na Ziemię spada tajemniczy monolit, który inspiruje małpy, które wynajdują broń. Akcja przenosi się w przyszłość. Doktor Floyd udaje się na Księżyc, gdzie dokonano odkrycia monolitu - tajemniczy kamień wysyła sygnał, ogłuszając wszystkich obecnych tam naukowców. 18 miesięcy później wyprawa, dowodzona przez Davida Bowmana udaje się na Jowisza, z ważną misją. W trakcie lotu uczestnicy muszą zmierzyć się ze zbuntowanym, super-inteligentnym komputerem, H.A.L-em, który usiłuje przeszkodzić kosmonautom w dotarciu do celu...

Niegdyś testowali modele odrzutowców, dziś myślą raczej o spokojnej starości niż podniebnych wyczynach. Rząd ma jednak wobec nich inne plany - chce ich wysłać... w kosmos, by naprawili rosyjskiego satelitę, który uległ awarii i nieuchronnie zmierza ku Ziemi.

Grupa naukowców rozpoczyna tworzenie rakiety, którą mogli by dotrzeć na Księżyc. Po jej ukończeniu i rozwiązaniu zaistniałych po drodze problemów, czterech z nich wyrusza ku srebrnemu globowi. Niestety gdy udaje im się tam dotrzeć okazuje się, że mają zbyt mało paliwa by wrócić. Jedynym rozwiązaniem jest odciążenie statku.