מארק ווטני (מאט דיימון) הוא אסטרונאוט שנשאר לבד על מאדים לאחר שספינת החלל שבה היה נאלצה לעזוב במהירות בגלל סערה עזה. כולם סברו שהוא מת, אך מארק שורד את הסערה הקשה ונמצא במצב קריטי כשהוא מנותק לחלוטין מהצוות שלו ומכדור הארץ. עם מלאי מצרכים דל, הוא נאלץ להפעיל את כל היצירתיות והידע המדעי שלו כדי לשרוד בסביבה הקשה והמסוכנת של מאדים. מארק מטפח גינה קטנה בתוך המתקן שבו הוא שוהה, ומנסה לייצר מזון במצב כמעט בלתי אפשרי.
במקביל, נאס"א מגלה כי מארק חי ומתחילה לפעול במרץ כדי להציל אותו. צוות המדענים והמהנדסים שלהם מתכנן דרכים שונות לשמור על קשר איתו ולשלוח לו אספקה שיכולה לעזור לו להחזיק מעמד עד שיצטרפו אליו. גם חברי הצוות של מארק, בראשות המליסה לואיס (ג'סיקה צ'סטיין), מתכננים מבצע סיכון ומורכב שמטרתו לחזור למאדים ולהציל אותו, למרות הסכנות העצומות. הסיפור עוקב אחרי מאבקו של מארק לשרוד לבדו במרחב האדום, תוך כדי מאמצים משותפים של נאס"א וצוות החלל להביא אותו הביתה בשלום. כל רגע הוא קריטי, וההישרדות תלויה בשילוב של תושייה אישית, עבודה צוותית ונחישות בלתי מתפשרת. מארק ווטני (מאט דיימון) נלחם לא רק על חייו, אלא גם על התקווה והאמונה שיחזור אל כדור הארץ. במהלך הסרט, מארק משתמש בידע שלו בחקלאות, הנדסה ורפואה כדי להתגבר על קשיים רבים, כולל מחסור במים וחמצן. הוא מצליח לתקשר עם נאס"א דרך ציוד ישן, מה שמאפשר לצוות על כדור הארץ לתאם את פעולות ההצלה. בסופו של דבר, לאחר מסע ארוך ומסוכן, הצוות חוזר למאדים ומבצע חילוץ מרגש ומורכב שמביא את מארק הביתה בשלום. הסרט מדגיש את חשיבות השיתוף פעולה האנושי, המדע והאומץ האנושי מול אתגרים בלתי נתפסים בחלל.
