Keď psychológ Kris Kelvin dorazí na planétu Solaris, jeho úlohou je skúmať záhadný oceán, ktorý pokrýva jej povrch. Niečo však nie je v poriadku. Na palube výskumnej stanice ho začnú prenasledovať bolestivé spomienky na bývalú lásku, ktoré sa zdajú byť viac ako len obyčajné preludy. Niečomu podobnému čelia aj ostatní výskumníci, ktorým sa vynárajú dávno potlačené a náhle hmatateľné zážitky. Vedci sa domnievajú, že oceán je v skutočnosti obrovským mozgom, ktorý vytvára tieto spomienky z neznámeho dôvodu. Je možné, že majú pravdu?