Psühholoog Chris Kelvin saadetakse Solarise planeedile rajatud baasi, et asendada seal enesetapu sooritanud doktorit. Kosmosejaamas kohtub Chris kahe ellujäänuga, dr. Snautiga ja dr. Sartoriusega, kes on aga väga salatsevad. Nad soovitavad Chrisil aega võtta ja kohaneda, peagi aga hakkavad meest häirima veidrad pildid ja helid, kaasa arvatud ilmutused tema seitse aastat tagasi surnud naisest.
On aasta 1972. Selle aasta olümpiamängud toimusid Münchenis - Lõuna Saksamaa keskuses. Aga need mängud läksid ajalukku millegi muu, kui sportlike tulemuste poolest. Palestiina terroristliku organisatsiooni "Must september" liikmed võtsid pantvangi 11 Iisraeli delegatsiooni liiget. Keegi neist ei pääsenud eluga. Pärast neid traagilisi sündmusi otsustab Iisraeli valitsus kavandada ulatusliku salaoperatsiooni, et karistatud saaksid kõik asjaosalised. Film põhineb tõsielulistel sündmustel.