L'11 aprile 1970, il gigantesco razzo vettore Saturno V viene lanciato da Cape Kennedy e mette in orbita terrestre tre astronauti: il veterano Jim Lovell, comandante della spedizione il pilota del "lem" Fred Haise il pilota del "modulo di comando" Jack Swigert che, alla prima missione come Haise, è dovuto subentrare all'ultimo momento al collega Ken Mattingly, impedito per motivi di malattia. Il volo procede regolarmente e gli astronauti si apprestano a discendere sulla Luna: improvvisamente una forte esplosione, seguita da un subitaneo calo di pressione in uno dei serbatoi di ossigeno liquido del "modulo di comando", mette in allarme l'equipaggio e il centro di controllo diretto da Gene Kranz. Nessuno capisce cosa sia successo, e la missione deve in breve essere trasformata in un rischioso recupero, con il "lem" divenuto una sorta di scialuppa di salvataggio cosmica, da cui i tre osservano con malinconia la Luna, mentre le ruotano attorno per ritornare sulla Terra. Le televisioni, disinteressate al momento del lancio, ora trasmettono moltissimi servizi sul pericoloso recupero. Mattingly viene convocato d'urgenza per simulare a terra tutte le manovre possibili nel "modulo di comando" per risparmiare energia e facilitare l'ammaraggio. Al dramma in cielo si aggiunge quello in terra dei familiari. Tutte le nazioni offrono il loro aiuto agli Stati Uniti. Anche il pontefice Paolo VI prega in piazza San Pietro per i tre uomini che devono affrontare anche lo stress del freddo, dovuto al risparmio di energia imposto da terra, e devono improvvisarsi artigiani confezionando un rudimentale filtro al litio per ridurre il tasso di anidride carbonica, salito a livelli intollerabili. Dopo aver per l'ultima volta acceso i motori del provvidenziale "lem", per allinearsi con la Terra per il rientro, si trasferiscono nella capsula. Espellendo il "modulo di comando" vedono finalmente il danno: un intero pannello è saltato per l'esplosione. Capiscono, prima di ammarare regolarmente, quanti rischi abbiano corso.