우주비행사 짐 러블과 프레드 헤이즈, 잭 스와이거트는 아폴로 11호의 달 착륙 1년 뒤 아폴로 13호의 탑승팀으로 발탁된다. 그러나 달 탐사에 대한 설렘도 잠시, 하늘을 뚫고 우주로 날아오른 아폴로 13호는 달 궤도 진입 직전 일어난 폭발로 산소 탱크를 잃고 만다. 휴스턴 비행 관제센터의 본부장인 진 크란츠의 지도 하에 세 명의 우주비행사는 실낱같은 희망을 손에 쥔 채 지구로 귀환하기 위한 여정을 시작한다.