Εννιά χρόνια μετά το ολέθριο ταξίδι της Aνακάλυψης στο Δία το 2001, ΗΠΑ και ΕΣΣΔ αναλαμβάνουν από κοινού μια αποστολή με προορισμό το έρημο πια διαστημόπλοιο. Στόχος τους είναι να αναζητήσουν τα αίτια της αποτυχίας στις μνημονικές συστοιχίες του υπολογιστή ΧΑΛ 9000 αλλά και να διαπιστώσουν τι απέγινε ο Κυβερνήτης Ντέιβ Μπόουμαν.

Αυτό που δε γνωρίζουν είναι ότι οι Κινέζοι έχουν οργανώσει μια αποστολή με τους ίδιους ακριβώς στόχους. Έτσι ξεκινά μια φρενήρης κούρσα του διαστήματος με έπαθλο τις πολύτιμες πληροφορίες που ίσως κρύβει η Aνακάλυψη για το μυστηριώδη μονόλιθο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το Δία. Στο μεταξύ, η οντότητα που ήταν κάποτε ο Ντέιβ Μπόουμαν -ο μοναδικός άνθρωπος που κατανόησε τα μυστικά του μονόλιθου- κατευθύνεται προς τη Γη, σ' ένα ταξίδι που μπορεί να αποδειχτεί καθοριστικής σημασίας...