Sam Bell ha un contratto triennale per lavorare per la Lunar Industries. Per l'intera durata del contratto, è l'unico dipendente di stanza presso la loro stazione lunare. La sua principale responsabilità lavorativa è quella di raccogliere e inviare periodicamente sulla Terra rifornimenti di elio-3, l'attuale combustibile pulito e abbondante utilizzato sulla Terra. Non esiste un collegamento di comunicazione diretto tra la stazione lunare e la Terra, quindi la sua unica interazione diretta in tempo reale è con GERTY, il computer intelligente la cui funzione è quella di occuparsi delle sue esigenze quotidiane. Con così pochi contatti umani e tutti indiretti, sente che tre anni sono troppi per essere così isolato; sa che sta iniziando ad avere allucinazioni man mano che si avvicina la fine dei suoi tre anni. Tutto ciò che desidera è tornare sulla Terra per stare con sua moglie Tess e la loro figlia piccola Eve, nata poco prima della sua partenza per questo lavoro. A due settimane dalla fine, ha un incidente con una delle mietitrici meccaniche e perde conoscenza. Ferito, si risveglia in infermeria sulla stazione, presumibilmente assistito da GERTY. GERTY gli dice che una squadra di soccorso di nome Eliza arriverà alla stazione per ripulire le conseguenze dell'incidente. Dopo essersi ripreso, intraprende un viaggio non autorizzato verso la mietitrice rotta, dove fa una scoperta inaspettata. A causa della sua scoperta, inizia a dubitare della sua sanità mentale, poi della sua vera identità, poi dell'azienda e della volontà di GERTY di fare ciò che è meglio per lui. A causa delle convinzioni che ne derivano, la sua unica missione diventa come tornare sulla Terra da solo.
