当一颗直径8公里的小行星被确认将在72小时后撞击地球，NASA科学家艾琳·科尔发现现有的防御系统无法拦截这个毁灭性威胁。各国政府陷入混乱，有人主张发射核弹改变小行星轨道，也有人秘密启动末日方舟计划。与此同时，因酗酒被开除的宇航员杰森·米勒意外发现20年前父亲留下的秘密研究笔记，其中记载着利用引力弹弓效应偏转小行星的理论方法。随着时间一分一秒流逝，杰森必须克服心魔，与艾琳合作说服当局尝试这个近乎疯狂的计划。当全人类陷入绝望之际，东京街头的情人节灯光与天文台刺耳的警报声形成了荒诞的对比，而这对科学家与落魄宇航员的组合，将成为拯救地球的最后希望。