2001 haben die Menschen den Weltraum erobert. Auf dem Mond wird ein Monolith ausgegraben, dessen Herkunft und Material unbekannt sind, und der ein Signal in Richtung Jupiter sendet.

Das Raumschiff Discovery wird ausgeschickt, bis zum Ziel der Signale vorzustoßen. An Bord sind nur die Astronauten Poole und Bowman wach, der Rest der Crew liegt im Kälteschlaf. Zunehmend wird der Bordcomputer HAL 9000 zur Bedrohung...