ล้ำหน้าไปในปี 2050 เมื่อโลกกำลังเสื่อมสลายใกล้ถึงขีดสุด และการอพยพไปยังดาวอังคาร เป็นเพียงทางออกเดียวเท่านั้น ผู้บัญชาการภารกิจ เคท โบว์แมน (แครี่-แอน มอส) เป็นผู้ขับเคลื่อนอากาศยาน และผู้บัญชาการภารกิจสำคัญสุดยอดแห่งศตวรรษที่ 21 พร้อมด้วยลูกเรือเสืออวกาศกลุ่มหนึ่ง ร่วมกันเดินทางไปสืบสวนตรวจสอบสาเหตุที่โครงการ Mars Terraforming Project ล้มเหลว และต้องแก้ไขให้แผนการปรับปรุงพื้นผิวของดาวอังคาร ให้เหมาะสำหรับมนุษย์อยู่อาศัยได้ในที่สุด แต่เมื่อพวกเขาเข้าใกล้ดาวอังคาร กลับเกิดเหตุคาดไม่ถึงที่น่าสะพรึง เกิดมีแสงวาบของสะเก็ดดาวในชั้นบรรยากาศ เสียดสีกับยานบัญชาการ บีบให้ลูกเรือของโบว์แมนทั้งหมดจำต้องลงยานเล็ก และแยกตัวออกไปโดยด่วน
เมื่อยานเล็กตกกระทบพื้นผิวอันแห้งแล้งของดาวอังคารอย่างรุนแรง จนกระทั่งเสียหายอย่างยับเยิน ทำให้ลูกเรือไม่อาจใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ เครื่องมือสื่อสาร หรือเครื่องไม้เครื่องมือในการหนีเอาชีวิตรอดได้เลยสักชิ้น และยังกระทบกระเทือนถึงเจ้าหุ่นยนต์สำรวจทางการทหาร จนทำให้มันหันมาเป็นศัตรู เข่นฆ่าลูกเรือเสียเอง โบว์แมนตัดสินใจฝืนคำสั่งจากฐานทัพในฮุสตั้น ไม่ยอมทิ้ง ร็อบบี้ กัลแล็กเกอร์ (วาล คิลเมอร์) ที่เธอมีใจใฝ่ถวิล กับเหล่าลูกเรือเสืออวกาศไว้บนดาวอังคาร แต่กลับพยายามช่วยนำทางให้พวกเขากลับขึ้นสู่ยาน และเดินทางกลับมายังโลกโดยสวัสดิภาพเสียด้วยซ้ำ
แต่ในระหว่างที่ ลูกเรือเสืออวกาศ สำรวจเส้นทางเอาชีวิตรอดบนดาวแดงเดือด ก็ค้นพบความจริงที่น่าขนพองสยองเกล้า และน่าฉงน จนไม่อาจพรรณนาได้ นั่นก็คือ ดาวอังคารอาจจะแห้งแล้งก็จริง แต่ก็ไม่ได้เลวร้ายเสียจนสิ่งมีชีวิตไม่อาจยังชีพได้
