Ryland Grace , un profesor de gimnaziu devenit astronaut peste noapte. Grace se trezește la bordul navei spațiale Hail Mary fără a-și aminti cine este sau cum a ajuns acolo. Singurii săi colegi de echipaj sunt morți, iar el este singur în imensitatea spațiului. Pe măsură ce memoria îi revine prin flashback-uri, Grace realizează dimensiunea catastrofei, Soarele este "infectat" de o formă de viață microscopică numită Astrophage, care îi consumă energia într-un ritm accelerat. Dacă nu găsește o soluție, pământul va intra într-o eră glaciară care va duce la extincția umanității. Filmul Project Hail Mary explorează modul în care știința și matematica servesc drept limbaj universal, permițând comunicarea între două specii complet străine.