Año 1862. La piloto Amelia Wren - Felicity Jones y el cientifico James Glaisher - Eddie Redmayne deciden embarcarse en un viaje para descubrir los secretos del cielo volando en un globo aeroestatico mas alto de lo que nadie lo habia hecho antes. Pero al llegar a las capas mas altas de la atmosfera ambos comienzan a tener problemas con el oxigeno y la altitud viendose forzados a luchar por su propia superviviencia.