Taş Devri’nde yaşayan primatlar, yanlarında beliren siyah bir taşın ardından kemikleri alet ve silah olarak kullanmaya başlar. Yüzyıllar sonra Ay’da bulunan benzer bir taş, Dünya’dan gelen bilim insanlarının dikkatini Jüpiter’e çevirir. 2001 yılında Discovery One uzay aracı, Jüpiter’e doğru gizli bir görevle gönderilir. Gemide astronotlar Dave Bowman ve Frank Poole ile aracı yöneten HAL 9000 bilgisayarı vardır. HAL, görevle ilgili bir arızayı bildirdikten sonra insan ekibiyle karşı karşıya gelir. Yaşananların ardından Bowman, uzay aracında tek başına kalır ve Jüpiter yakınlarında siyah taşla yeniden karşılaşır. Bu karşılaşma, onu zaman ve mekân algısının değiştiği bilinmeyen bir sürece götürür.
