Film ini dibuka dengan momen menegangkan saat kosmonaut Oleg Bogdanov mengalami cedera paru-paru serius akibat tertimpa puing saat spacewalk. Kondisinya kritis dan dokter di Bumi menyimpulkan satu-satunya cara menyelamatkannya adalah operasi darurat dan harus dilakukan langsung di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), karena ia hampir pasti tak akan selamat jika menunggu hingga kembali ke Bumi.

Beberapa dokter bedah toraks muda langsung sukarela ikut misi luar angkasa. Setelah seleksi dan pelatihan super intens, muncul nama Evgenia Belyaeva yang awalnya bahkan tidak tahu dirinya diajukan. Ia pun menjalani training ekstrem di pusat pelatihan kosmonaut mulai dari simulasi ISS, latihan kekurangan oksigen, putaran G-force di centrifuge, hingga pengalaman tanpa gravitasi. Akhirnya, Evgenia terpilih sebagai kandidat terbaik untuk melakukan operasi bersejarah ini.

Di balik misi luar angkasa, hidup Evgenia ternyata penuh beban emosional. Ia masih dihantui rasa bersalah atas kematian suaminya dalam kecelakaan bertahun- tahun lalu. Hubungannya dengan putrinya, Masha, juga renggang karena kesibukan kerja, sementara ibunya semakin menua. Semua konflik personal ini ikut terbawa saat ia meluncur ke orbit bersama kosmonaut Anton Shkaplerov dan bertemu Pyotr Kudryavtsev di ISS.

Operasi dimulai, tapi komplikasi tak terduga muncul dan membuat situasi makin genting. Meski sempat diperintahkan pulang darurat ke Bumi, Evgenia bersikeras melanjutkan operasi demi sumpah dokter yang ia pegang. Dengan improvisasi alat dan teknik yang nekat, ia akhirnya berhasil menyelesaikan operasi setelah tujuh jam menegangkan. Bogdanov selamat, Evgenia pulang sebagai pahlawan, berdamai dengan masa lalu, memperbaiki hubungannya dengan keluarga, dan menemukan cinta baru di Bumi.

Penulis: Della Deswita Maharani