2077: Jack Harper (Tom Cruise) trabalha na manutenção de equipamentos de segurança, baseado em uma Terra que foi evacuada. Parte de uma gigantesca operação para extrair recursos vitais, depois de décadas de guerra com uma aterradora ameaça alienígena que ainda recolhe o que restou do nosso planeta, a missão de Jack está quase completa. Em duas semanas, ele vai se juntar ao resto dos sobreviventes em uma colônia lunar, longe do mundo destruído pela guerra que ele há muito tempo chamou de lar. Mas a existência pairada nas alturas de Jack é abalada depois que ele resgata Julia Rusakova (Olga Kurylenko) de uma espaçonave abatida. Atraída para Jack por meio de uma conexão que transcende a lógica, sua chegada inicia uma cadeia de eventos que o força a questionar tudo que sabe.