正在出舱工作的俄罗斯空间站高级宇航员奥莱克·波格丹诺维奇(Olek Bogdanovic)意外受伤。为了防止带伤返回地球时病情恶化或死亡，俄罗斯航天局紧急选派胸外科医生进行培训。这部电影的女主角热那亚·比耶利亚·耶娃(她的丈夫谢尔盖死于车祸，与女儿和母亲生活在一起)终于进入了太空。但开胸后发现太空和地球完全不同，无法按照地球上的常规操作进行手术。但热那亚拒绝了停止手术的指令，勇敢地承担起了起床为医生治病救人的责任。航空航天部部长沃林也坚定地支持她。热那亚按照自己医生男友的建议，因地制宜自制设备，最终和自己的医护人员齐欣合作，取得了这次太空手术的成功。观察期结束后，她和奥莱克成功返回地球，与亲人团聚。