La película empieza con un prólogo en la tierra, en el que se nos pone en precedentes de lo que vamos a encontrar en la estación espacial mediante una intrigante cinta de vídeo, Kelvin, un psicólogo, será el encargado de viajar a Solaris para ver el estado en que se encuentran los científicos instalados allí.

Una vez en el espacio (después de un curioso viaje, que sirve de interludio entre el cálido hogar terrestre y la fría estación espacial), Kelvin poco a poco de irá dando cuenta de lo que se cuece en la base. Solaris, una masa gaseosa pensante que los científicos intentan descifrar tiene la propiedad de personificar los deseos más profundos de los habitantes que la rodean. ¿Cuales son esos deseos? Quizás son más inesperados de lo que pensamos, quizás no nos guste nada encontrarnos con ellos, o quizás nos puede llegar a dar pavor encontrarnos a nosotros mismos.

En el caso de Kelvin, Solaris es una oportunidad para redimirse, para cicatrizar heridas, una nueva vida basada en un sueño, en un recuerdo, en la irrealidad. Pero, ¿importa eso si ahora es feliz? ¿Podemos vivir de nuestros sueños?