1983. De NASA bereidt zich voor op de eerste missie van de Challenger Space Shuttle. De media worden uitzinnig wanneer blijkt dat een vrouw deel gaat uitmaken van de vijfkoppige bemanning. Voor deze eer strijden drie vrouwen, ieder van hen een specialiste in haar vakgebied: Susan Browning, een internist, Joanna Douglas, een professor in de wiskunde en Maureen Harris, een botanicus en natuurkundige. Terwijl de drie vrouwen de ontberingen van de NASA-training moeten doorstaan, moeten ze tegelijkertijd ook omgaan met persoonlijke problemen, problemen die er voor kunnen zorgen dat zij op de grond blijven, in plaats van geschiedenis te schrijven als Amerika's eerste vrouw in de ruimte.