俄罗斯空间站高级宇航员奥列克·博格达诺维奇在舱外工作时意外受伤。 为了防止带伤返回地球时病情恶化甚至死亡，俄罗斯太空管理部门紧急选拔胸外科医生进行培训。 本片的女主角热尼娅·贝尔亚耶娃（她的丈夫谢尔盖死于车祸，夺走了她女儿和母亲的生命）最终进入了太空。 然而，开胸手术后却发现太空与地球完全不同，手术无法按照地球上的常规手术进行。 但热尼娅拒绝了手术的命令，并勇于承担起作为一名医生救死扶伤的责任。 航天系主任沃琳也坚决支持她。 吉妮亚在医生男友的建议下，自行改造并制作了设备，最终与医护人员共同努力，取得了这次太空手术的胜利。 试用期结束后，她和奥莱克成功返回地球，与亲人团聚。
