En el transatlántico Poseidón, uno de los hoteles flotantes mejor equipado, se ve sorprendido por una ola gigantesca, provocando una catástrofe en la que la nave vuelca. Los pasajeros supervivientes vivirán una odisea, atrapados en la enorme estructura y totalmente desorientados por la posición de ésta.

La película se centra en el Capitán Malcolm Reynolds, un veterano de la Guerra Civil de las Galaxias, que ahora pilota la nave Serenity. Cuando Malcolm acuerda transportar a un joven doctor y a su inestable y telepática hermana, pronto se da cuenta que va a tener más problemas de los que creía cuando descubre que ambos pasajeros son fugitivos de la Alianza, la coalición que gobierna la galaxia, y que no van a detenerse hasta dar con ellos. La Serenity se ve en medio de una batalla entre las imparables fuerzas militares y los Ravers, salvajes bárbaros que vagan por los bordes del espacio.