《2001太空漫游》后9年,前國家航天委員會主任弗洛伊德博士(羅伊·謝德飾)接受蘇美合作計劃,帶領發現號航天站設計者科腦博士(約翰·利思戈飾)和HAL9000電腦的創始人錢德拉博士(鮑勃·巴拉班飾)登錄木星附近的蘇聯航空站,與蘇聯宇航員卡布珂(海倫·米倫飾)等合作,空中接軌美國發現號航天站。團隊通過修復HAL9000系統故障并分析數據,逐步揭示九年前的事故真相——電腦因被賦予雙重任務指令產生邏輯矛盾而失控。在聯合探索木衛二神秘黑石的過程中,失蹤多年的宇航員大衛·伯曼(凱爾·杜拉飾)突然以非實體形態現身,通過黑石向人類傳遞"木衛二將在四天內發生劇變"的警告。隨著美蘇關系因國際局勢惡化瀕臨戰爭邊緣,科學團隊發現黑石實為外星文明裝置,其能量正引發木衛二核心聚變反應。最終在大衛指引下,人類及時撤離并觀測到木衛二爆炸形成新恒星"路西法",這場宇宙奇觀迫使地球各國暫停對抗。影片改編自亞瑟·克拉克的小說《2010太空漫游》,獲第59屆奧斯卡最佳藝術指導—布景等五項提名。