《2001太空漫游》后9年，前国家航天委员会主任弗洛伊德博士（罗伊•谢德 Roy Scheider 饰）接受苏美合作计划，带领发现号航天站设计者科脑博士（约翰•利思戈 John Lithgow 饰）和HAL9000电脑的创始人钱德拉博士（鲍勃•巴拉班 Bob Balaban 饰）登录木星附近的苏联航空站，与苏联宇航员卡布珂（海伦•米伦 Helen Mirren 饰）等合作，空中接轨美国发现号航天站，调查九年前的事故原因，探索木卫二的神秘黑石，并查明宇航员大卫•伯曼（凯尔•杜拉 Keir Dullea 饰）缘何神秘失踪。然而任务执行尚未过半，美苏关系愈发紧张，战争一触即发；与此同时，大卫•伯曼竟突然现身对弗洛伊德博士发出神秘警告。
该片延续了施瓦辛格一贯的英雄风格。在2019年，美国已经成为了一个独裁国家，在这里，不容许有不同的声音出现。本（阿诺•施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 饰）是一名警察，因对当局的命令不满，拒不执行命令而被判有罪遭到逮捕。
现在只有一个机会能让本重获自由，那就是参加电视台的“过关斩将”节目并最终获胜。这个节目肆意歪曲事实，误导观众，节目里的有识之士被扭曲形象，遭到杀害。本千辛万苦从电视台逃出来后，联合了一班正义之士，准备杀回电视台拆穿这个节目的骗局！
年轻的科学家塞斯（杰夫•高布伦 Jeff Goldblum 饰）刚刚发明一台能传送物体的“电动传送机”，这台机器能将物体分解，传送完成后再自动合成还原。兴奋不已的塞斯决定亲自体验一下电动传送，于是，他进入了传送仓。不幸的是，一只苍蝇这时也飞进了传送仓，于是，在机器将分解 后的塞斯的分子再合成时，将苍蝇的分子也合成到了塞斯的体内。塞斯成了拥有一半苍蝇基因的蝇人。
起初，塞斯的身体就像蜘蛛侠一样变得强壮和精力旺盛，他的女友维罗尼卡（吉娜•戴维斯 Geena Davis 饰）根本不相信男友的鬼话。但是，随着塞斯的身体迅速的渐渐老去，身体开始长毛，牙齿脱落，浑身冒浆，维罗尼卡渐渐接受了这个事实。她并没有遗弃男友，而是和他一起平静的接受了这个事实，即使他变得血肉模糊，她还是和他一起相拥而眠
