2009年，当麻纱绫（户田惠梨香 饰）和濑文焚流（加濑亮 饰）相识的前一年。在美国FBI学成归来的当麻被分在警视厅公安部公安第五课未详事件特别对策系，接受组长野野村光太郎的直接领导。此前不久，某大型石油企业高管接连被人杀害，死者的心脏无一例外都留下被人用手捏过的痕迹。显而易见，这一系列事件和所谓的SPEC持有者有着极为密切的联系。与此同时，石油企业高管Diablo（大杉涟 饰）高薪聘请神秘SPEC持有者一十一（神木隆之介 饰），企图阻挡神秘的SPEC杀手。一十一，这个日后与当麻和濑文有着不解渊源的难缠敌手将当麻视作杀害父母的爆弹女，之后更斩杀了当麻在美国结识的好友Nancy。 SPEC宏大篇章自此拉开序幕，决定世界命运的重大事件也进入了倒计时…
近未来，科学家们发现太阳急速衰老膨胀，短时间内包括地球在内的整个太阳系都将被太阳所吞没。为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机，推动地球离开太阳系，用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。中国航天员刘培强（吴京 饰）在儿子刘启四岁那年前往国际空间站，和国际同侪肩负起领航者的重任。转眼刘启（屈楚萧 饰）长大，他带着妹妹朵朵（赵今麦 饰）偷偷跑到地表，偷开外公韩子昂（吴孟达 饰）的运输车，结果不仅遭到逮捕，还遭遇了全球发动机停摆的事件。为了修好发动机，阻止地球坠入木星，全球开始展开饱和式营救，连刘启他们的车也被强征加入。在与时间赛跑的过程中，无数的人前仆后继，奋不顾身，只为延续百代子孙生存的希望…… 本片根据刘慈欣的同名小说改编。
世纪60、70年代，美苏两大发达国家进行了一场震惊世界的军事竞赛。为了赢得未来星球大战的制空权，两国相继将宇航员送入外太空。美国方面，在1972年以前先后发射了17艘宇航飞船前往月球，然而阿波罗18号却在飞行前夕被紧急叫停。根据最新解密的录像，本杰明·安德森（Warren Christie 饰）、内森·沃克（Lloyd Owen 饰）和约翰·格雷（Ryan Robbins 饰）三名宇航员以采集样本的名义登上了阿波罗18号，于1974年飞赴月球，进行为期一周的考察。本杰明和内森着陆月球，却接连发现奇怪的现象：不明身份者留下的脚印、惨死的苏联先行者以及各种奇怪的声音和若隐若现的生物。这不啻为一次无法回头的死亡之旅
