Der Planet Solaris ist von einem Ozean bedeckt, der eigenen physikalischen Gesetzen zu gehorchen scheint. Der Psychologe Kris Kelvin wird geschickt, um die Wissenschaftler, die den Ozean von einer Raumstation aus untersuchen, zu unterstützen. Doch nichts hätte ihn auf die merkwürdigen Ereignisse vorbereiten können, die ihn dort erwarten: Schon bald steht er seiner verstorbenen Geliebten gegenüber, an deren Selbstmord er sich schuldig fühlt. Auch die anderen Besatzungsmitglieder sehen sich mit schmerzhaften unterdrückten Erinnerungen konfrontiert. Kann es sein, dass der Ozean ein eigentümlich intelligentes Wesen ist, das die Vergangenheit heraufbeschwört - aus Gründen, die niemand versteht?