화성탐사선 필그림이 우주정거장으로 귀환한다. 우주정거장에서 이를 기다리던 6인의 우주인들은 탐사선에서 생명체를 발견하고, 인류 최초의 외계 생명체 발견에 온 인류가 환호한다. 하지만 기쁨도 잠시, 켈빈이라 명명된 생명체를 조사하던 중 사고가 일어난다. 모든 세포가 근육이자 뇌이기도 한 단세포 화성 생명체는 다른 생명체를 포식하며 성장을 시작한 것이다. 정비 담당인 애덤스(라이언 레이놀즈)를 시작으로 차례로 희생자가 나오자 생존자들은 인류의 위협이 될 생명체로부터 지구를 보호하는 한편 우주정거장으로부터 탈출하기 위한 사투를 벌인다.