※途中15分の休憩が入ります。

月面で不思議な黒石板（モノリス）が発見される。やがて、その謎を解明するために5人の科学者を乗せた宇宙船ディスカバリー号が木星へと向かう。しかし、旅路の果てでコンピュータのＨＡＬが少しずつ狂い出し、乗組員たちに反乱を起こす。ＨＡＬとの凄絶な戦いで4人の仲間を失ったボーマン船長は、かろうじてＨＡＬの機能を停止させることに成功する。その矢先、ボーマンの前にモノリスが出現。彼は想像を絶する異次元のトリップへと巻きこまれる。