《太空一号》未来世界，美国开发驰名为“太空一号”的空间站，实则是一座戒备森严的最高警告监狱，这里现关押着约500名罪大恶极的囚徒，他们无一例外被冷冻起来，处于昏睡之中。某日，现任美国总统的女儿艾米丽·沃纳克（玛姬·格蕾斯MaggieGrace饰）为考察人权问题登上太空一号，谁知在对犯人采访时意外爆发，一阵混乱过后，所有的罪犯都从沉睡中清醒，太空一号瞬间被霸占，艾米丽以及工作人员沦为人质。与此同时，特工斯诺（盖·皮尔斯GuyPearce饰）遭到陷害，即将遣送太空一号。然而为了营救总统的女儿，他短暂获得了自由，由此进入太空一号寻找目标人质以及掌握着他被陷害重要证据的搭档梅斯。以少敌多的对决在外太空就此展开……