I fremtiden - menneskenes "kosmiske fremtid", meget langt fra os - vil disse afskedsord blive hørt: "Kelvin, du flyver. Held og lykke!" Psykolog Kelvin, i en utrolig afstand fra Jorden, lander fra et rumskib til en planetarisk station - dette er en enorm sølvhval, der svæver over overfladen af planeten Solaris. Stationen virker tom, den er underligt strøet, ingen møder Kelvin, og den første person, der ser en psykolog, er næsten død bange. Mandens navn er Snout, han er vicechef for stationen i Gibaryan. Han hveser i afsky: ”Jeg kender dig ikke, jeg ved ikke. Hvad vil du have?" - selvom stationen blev underrettet om Kelvins ankomst. Og så husker han sig selv, siger han, at Gibaryan, en ven og kollega af Kelvin, begik selvmord, og at nykommeren ikke skulle gøre noget og ikke skulle angribe, hvis han ser en anden undtagen ham, Snout, og det tredje besætningsmedlem, fysiker Sartorius. Til spørgsmålet: "Hvem kan jeg se ?!" - Snute svarer faktisk ikke. Og meget snart møder Kelvin en kæmpe nøgne sorte kvinde i korridoren, en "uhyrlig afrodite" med store bryster og en elefants bagside. Hun kan ikke være på stationen, det er som en hallucination. Ikke kun det, når en nykommer ankommer til Sartorius, fysikeren ikke lader ham komme ind i sin hytte - han står og blokerer døren med ryggen, og der kan du høre løbe rundt og latter fra barnet, så begynder døren at ryste, og Sartorius råber i en hektisk falsetto: ”Jeg kommer lige tilbage! Lade være med! Lade være med!" Og kulminationen af delirium - Kelvin går ind i køleskabet for at se Gibaryans krop og opdager den samme sorte kvinde, levende og varm, ved siden af den døde mand, på trods af den iskolde kulde. En anden slående detalje: hendes blotte fødder slettes ikke og deformeres ikke ved at gå, deres hud er tynd som en baby.
Kelvin besluttede, at han havde mistet sindet, men han er psykolog og ved, hvordan man skal sikre sig dette. Han arrangerer en check og opsummerer: ”Jeg har ikke mistet sindet. Sidste håb er forsvundet. "
Om natten vågner han op og ser ved siden af ham, hans kone, der døde for ti år siden, der dræbte sig selv på grund af ham, Kelvin. Jeg lever, i kød og blod, og helt rolig - som om de brød sammen i går. Hun har på sig en kjole til minde om ham, en almindelig kjole, men af en eller anden grund uden lynlås på ryggen, og hendes fødder, ligesom en sort kvindes, er spædbarn. Det ser ud til, at hun tager alt for givet og er tilfreds med alting og kun ønsker en ting: ikke en times tid, ikke et minut at skille sig ud med Kelvin. Men han er nødt til at rejse for på en eller anden måde at forstå situationen. Han prøver at binde Harie - det viser sig, at hun ikke er stærk menneskeligt ... Kelvin er forfærdet. Han lokker sin kones fantom ind i en enkelt raket og sender ham til næsten-planet bane. Det ser ud til, at denne nonsens er forbi, men Snout advarer Kelvin om, at om to eller tre timer vil ”gæsten” vende tilbage og til sidst fortælle, hvad der efter hans mening sker. Vedvarende "gæster" sender til befolkningen på Ocean-planeten Solaris.
Dette hav har optaget forskernes sind i mere end hundrede år. Det består ikke af vand, men af protoplasma, der bevæger sig på en mærkelig og uhyrlig måde, udvider og skaber gigantiske - meningsløse strukturer, i hvilke dybder tid ændrer kursen. De blev kaldt "goroderov", "dolguns", "mine moids", "symmetrier", men ingen vidste, hvorfor og hvorfor de blev skabt. Dette levende Ocean ser ud til at have en funktion: det opretholder den optimale planetariske kredsløb omkring den dobbelte sol. Og nu, efter en undersøgelse ramt af hård stråling, begyndte han at sende fantomer til mennesker og udtrække deres udseende fra dybden af den menneskelige underbevidsthed. Kelvin var stadig heldig: Han blev ”præsenteret” for en kvinde, som han engang havde elsket, mens andre fik deres hemmelige erotiske ønsker, som ikke engang blev realiseret. "Sådanne situationer ..." siger Snout, "som du kun kan tænke på, og selv i et øjeblik af rus, fald, vanvid ... Og ordet bliver kød." Så siger Snout. Han siger også, at ”gæsten” ofte vises, mens en person sover, og hans bevidsthed er slukket. På dette tidspunkt er hjerneregionerne, der er ansvarlige for hukommelse, mere tilgængelige for havets ukendte stråler.
Forskere forlader måske stationen, men Kelvin ønsker at blive. Han tænker: ”Måske ved vi ikke noget om havet, men måske om os selv ...” Den næste aften vises Harry igen, og som i gamle dage bliver de elskere. Om morgenen ser Kelvin, at der i kabinen er to “absolut identiske hvide kjoler med røde knapper” - begge skåret i sømmen. Et andet chok følger dette chok: Hary forbliver ved et uheld inde og med umenneskelig kraft, sårede sig selv og bryder døren ned. Chokeret Kelvin ser sine lemlæstede hænder heles næsten øjeblikkeligt. Hary selv er også bange, fordi hun føler sig selv en almindelig, normal person ...
Forsøger at forstå, hvordan Harie var "struktureret", tager Kelvin hendes blod fra hende til analyse, men under et elektronmikroskop er det tydeligt, at de røde kroppe ikke er sammensat af atomer, men som om ikke fra noget - tilsyneladende fra et neutrino. Imidlertid kan "neutrino molekyler" ikke eksistere uden for et bestemt felt ... Fysikeren Sartorius accepterer denne hypotese og påtager sig at opbygge en annihilator af neutrino molekyler for at ødelægge "gæsterne". Men Kelvin ønsker det ikke. Han er allerede kommet sig efter chokket og elsker sin nyfundne kone - uanset hvad hun er. På sin side begynder Harry at forstå situationen, al dens tragedie. Om natten, mens Kelvin sover, tænder hun båndoptageren, som Gibaryan har efterladt for Kelvin, lytter til Gibaryans historie om ”gæsterne”, og efter at have lært sandheden, prøver hun at begå selvmord. Drikker flydende ilt. Kelvin ser sin smerte, uærlige blodige opkast, men ... Ocean Radiation gendanner neutrino kød på få minutter. Hun kom til liv i fortvivlelse - nu ved hun, at hun plager Kelvin, "Og at jeg ikke kunne forestille mig, at torturinstrumentet kunne være godt og kærlighed," råber hun. Kelvin svarer, at han elsker hende, nemlig hende, og ikke den jordiske kvinde, der dræbte sig selv ud af kærlighed til ham. Dette er sandt, og han er helt tabt: han skal trods alt vende tilbage til Jorden, og hans elskede kvinde kan kun eksistere her, i det mystiske strålingsfelt i havet. Han kan ikke beslutte sig om noget, men accepterer Sartorius 'forslag om at registrere strømmen i hans hjerne og overføre dem i form af en røntgenstråle til havet. Måske, efter at have læst denne meddelelse, vil det flydende monster stoppe med at sende sine fantomer til folk ... Strålen rammer plasmaet, og som om intet sker, begynder kun Kelvin at plage drømme, som han ser ud til at studere, og derefter sortere i atomer, så gør op igen. ”Den rædsel, der opleves i dem, kan ikke sammenlignes med noget i verden,” siger han. Dette varer i flere uger, Harie og Kelvin bliver mere og mere knyttet til hinanden, og Sartorius gennemfører i mellemtiden nogle forfærdelige eksperimenter, hvor de prøver at slippe af med "gæsterne". Snout siger om ham: "Vores Faust er tværtimod på udkig efter en kur mod udødelighed." Endelig, en nat, giver Harry Kelvin sovepiller og forsvinder. Sartorius, hemmeligt fra Kelvin, skabte ikke desto mindre en fantomudslæt, og ud af stor kærlighed til Kelvin besluttede hun at dø - som en gang for længe siden ... Hun gik i glemmebogen, forlod for evigt, for invasionen af "gæsterne" var forbi.
Kelvin i sorg. Han drømmer om at hævne sig over den tænkende protoplasma og brænde den til jorden, men Snout formår at berolige sin kammerat. Han siger, at havet ikke ønskede noget dårligt, tværtimod, han bestræbte sig på at give folk gaver, give dem det mest dyrebare, det, der er dybt skjult i hans hukommelse. Havet kunne ikke vide, hvad den sande betydning af denne hukommelse ... Kelvin accepterer denne tanke og beroliger sig - som om. Og i den sidste scene sidder han på havkanten og mærker hans "gigantiske tilstedeværelse, magtfulde, ubarmhjertige tavshed" og tilgir ham alt: "Jeg vidste ikke noget, men troede stadig, at tiden for grusomme mirakler ikke var afsluttet."