科學家發現太陽膨脹老化，短時間內太陽系包含地球與其他星球都將被太陽吞沒，人類為了避免被滅絕，提出「流浪地球」計畫，以延續人類的存在，地球和人類就此踏上預計長達2,500年的宇宙流浪之旅。全球各國開始執行計畫，期望將地球逃離太陽星系，中國太空人劉培強(吳京 飾演)前往國際太空站，執行相關行動。他的兒子與地面上的人類一起啟動「流浪地球」的計劃，試圖在地球表面建造巨型發動機，推動地球離開太陽系，尋找宇宙中的新家園。後來在多國救援隊的共同努力下，得以成功。

當人類尋找新恆星時，與木星的迫在眉睫的碰撞威脅著地球。地球的命運現在掌握在一些意想不到的英雄手中。