Maapallolla nähdään nälkää. Taudit ovat tuhonneet lähes kaikki viljakasvit, ja taivaanrannasta vyöryvä hiekkapöly tekee ilmasta vaikean hengittää. Ihminen ei enää kurkota tähtiin, vaan yrittää pelastaa lajinsa kuolevalla planeetalla. Cooper on maissitilaa viljelevää leski-isä, joka on entisessä elämässään työskennellyt NASAn palveluksessa. Entisenä lentäjänä ja insinöörinä Cooper saa tarjouksen, josta hän ei voi kieltäytyä. Hän pääsee osaksi Nasan tiimiä - lennolle - joka on uhkarohkea riski ja se saattaa merkitä itsemurhaa, mutta myös uutta alkua. Vaikka avaruusohjelmat onkin virallisesti lopetettu, NASA on valmistellut professori Brandin johdolla tätä salaista lentoa. Tarkoitus on matkustaa lähelle Saturnusta ja hypätä siellä madonreiän kautta toiseen galaksiin ja löytää ihmiskunnalle uusi asuinplaneetta. Lentoa Brandin tyttären Amelian kanssa johtava Cooper jättää vastahakoisesti lapsensa pelastaakseen näiden ja satojen miljoonien muiden tulevaisuuden.

Ihmisten ja cylonien välinen intergalaktinen sota näyttää lähenevän loppuaan. Kahdentoista ihmisten asuttaman siirtokunnan johtajat haluavat tehdä rauhan verivihollistensa, robottimaisten cylonien kanssa. Toiveet rauhasta kuitenkin kuolevat katkerasti liekkien ja hävityksen keskelle: kunnianhimoisen nousukkaan petoksen johdosta ihmiskunta on avuton cylonien äkisti hyökätessä ihmisten planeetoille. Ihmiset pakenevat avaruuden kylmään syliin käyttäen apunaan kaikkia mahdollisia aluksia. Heidän ainoana suojanaan on taisteluplaneetta Galactica, neuvokkaan komentaja Adaman johtama valtava avaruushävittäjä. Ihmiskunnan rippeet lähtevät epätoivoiselle vaellukselle halki tuntemattomien tähtien heidän ainoa toivonsa on löytää myyttinen 13. siirtokunta, legendaarinen Maa-planeetta. Mutta armottomat cylonit ovat alati heidän kannoillaan.