I fremtiden - menneskenes "kosmiske fremtid", veldig langt fra oss - vil disse avskjedsordene bli hørt: "Kelvin, du flyr. Lykke til!" Psykologen Kelvin, i utrolig stor avstand fra Jorden, faller fra et romskip til en planetstasjon - dette er en enorm sølvhval som svever over overflaten til planeten Solaris. Stasjonen virker tom, den er merkelig strødd, ingen møter Kelvin, og den første personen som ser en psykolog er redd nesten i hjel. Mannens navn er Snout, han er nestleder for stasjonen i Gibaryan. Han piper i avsky: “Jeg kjenner deg ikke, jeg vet ikke. Hva vil du?" - selv om stasjonen ble varslet om Kelvins ankomst. Og da han husker seg selv, sier han at Gibaryan, en venn og kollega av Kelvin, begikk selvmord og at nykommeren ikke skulle gjøre noe og ikke skulle angripe hvis han ser noen andre bortsett fra ham, Snout, og det tredje besetningsmedlemmet, fysikeren Sartorius. Til spørsmålet: "Hvem kan jeg se ?!" - Snute svarer faktisk ikke. Og ganske snart møter Kelvin i korridoren en diger naken svart kvinne, "monstrøs afrodite" med enorme bryster og en elefants bakside. Hun kan ikke være på stasjonen, det er som en hallusinasjon. Ikke bare det, når en nykommer kommer til Sartorius, lar ikke fysikeren ham komme inn i hytta hans - han står, blokkerer døren med ryggen, og der kan du høre løpe rundt og latteren til barnet, så begynner døren å rykke, og Sartorius roper i en hektisk falsetto: “Jeg kommer tilbake! Ikke! Ikke!" Og kulminasjonen av delirium - Kelvin går inn i kjøleskapet for å se kroppen til Gibaryan, og oppdager ved siden av den døde mannen den samme negerkvinnen - levende og varm, til tross for den iskalde forkjølelsen. En annen påfallende detalj: de nakne føttene hennes slettes ikke og deformeres ikke ved å gå, huden deres er tynn, som en baby.
Kelvin bestemte seg for at han hadde mistet tankene, men han er psykolog og vet å sikre seg dette. Han ordner en sjekk og oppsummerer: “Jeg har ikke mistet tankene. Siste håp er forsvunnet. "
Om natten våkner han og ser ved siden av seg kona, som døde for ti år siden, som drepte seg selv på grunn av ham, Kelvin. Jeg lever, i kjøtt og blod, og helt rolig - som om de brøt opp i går. Hun har på seg en kjole til minne om ham, en vanlig kjole, men av en eller annen grunn uten glidelås på ryggen, og føttene hennes, som en svart kvinne, er spedbarn. Det ser ut til at hun tar alt for gitt og er fornøyd med alt, og vil bare en ting: ikke på en time, ikke et minutt å skille seg ut med Kelvin. Men han trenger å forlate for på en eller annen måte å forstå situasjonen. Han prøver å binde Harie - det viser seg at hun ikke er sterk menneskelig ... Kelvin er forferdet. Han lokker sin kones fantom inn i en enkelt rakett og sender ham til en planet nær. Det ser ut til at denne tullingen er over, men Snout advarer Kelvin om at om to eller tre timer vil "gjesten" komme tilbake, og til slutt fortelle hva, etter hans mening, skjer. Vedvarende "gjester" sender til folket på havplaneten Solaris.
Dette havet har okkupert forskernes sinn i mer enn hundre år. Det består ikke av vann, men av protoplasma, beveger seg på en merkelig og uhyrlig måte, utvider og skaper gigantiske - meningsløse strukturer - i dybden som tiden endrer kurs. De ble kalt "goroderov", "dolguns", "my moids", "symmetries", men ingen visste hvorfor og hvorfor de ble opprettet. Dette levende hav ser ut til å ha en funksjon: det opprettholder den optimale planetariske bane rundt den doble solen. Og nå, etter en forskning som ble rammet av hard stråling, begynte han å sende fantomer til mennesker, og trekke ut deres utseende fra dypet av den menneskelige underbevisstheten. Kelvin var fremdeles heldig: han ble "presentert" for en kvinne som han en gang hadde elsket, og deres hemmelige erotiske ønsker, som ikke en gang ble realisert, ble sendt til andre. "Slike situasjoner ..." sier Snout, "hvorav man bare kan tenke, og selv i et øyeblikk av rus, fall, galskap ... Og ordet blir kjød." Så sier Snout. Han sier også at "gjesten" ofte vises mens en person sover og bevisstheten hans er slått av. På dette tidspunktet er hjerneområdene som er ansvarlige for minne mer tilgjengelige for de ukjente havstrålene.
Forskere kan forlate stasjonen, men Kelvin vil bli. Han tenker: "Kanskje vi ikke vet noe om havet, men kanskje om oss selv ..." Neste kveld dukker Harry opp igjen, og som i gamle dager blir de elskere. Om morgenen ser Kelvin at i hytta er det to “absolutt identiske hvite kjoler med røde knapper” - begge kuttet i sømmen. Nok et sjokk følger dette sjokket: Hary forblir ved et uhell innelåst og med umenneskelig kraft, såret seg selv og bryter ned døren. Sjokkerte Kelvin ser de lemlestede hendene leges nesten øyeblikkelig. Hary selv er også livredd, fordi hun føler seg en vanlig, normal person ...
Forsøk på å forstå hvordan Harie var "strukturert", tar Kelvin blodet for analyse, men under et elektronmikroskop er det tydelig at de røde kroppene ikke er sammensatt av atomer, men som om ingenting - tilsynelatende, fra en neutrino. Imidlertid kan "nøytrino-molekyler" ikke eksistere utenfor noe spesielt felt ... Fysikeren Sartorius aksepterer denne hypotesen og påtar seg å bygge en utslettelse av nøytrino-molekyler for å ødelegge "gjestene". Men Kelvin, viser det seg, ønsker ikke dette. Han har allerede kommet seg etter sjokket og elsker sin nyvunne kone - uansett hva hun er. For hennes del begynner Harry å forstå situasjonen, all dens tragedie. Om natten, mens Kelvin sover, slår hun på båndopptakeren som er igjen av Gibaryan for Kelvin, lytter til Gibaryans historie om “gjestene” og prøver å begå selvmord etter å ha lært sannheten. Drikker flytende oksygen. Kelvin ser sin plage, uutholdelige blodige oppkast, men ... Ocean Radiation gjenoppretter neutrino-kjøtt på få minutter. Hun kom til liv i fortvilelse - nå vet hun at hun plager Kelvin, "Og at jeg ikke kunne forestille meg at torturinstrumentet kunne være godt og kjærlighet," roper hun. Kelvin svarer at han elsker henne, nemlig henne, og ikke den jordiske kvinnen som drepte seg selv av kjærlighet til ham. Dette er sant, og han er helt med tap: han vil tross alt vende tilbake til Jorden, og hans elskede kvinne kan eksistere bare her, i det mystiske feltet med havets stråling. Han kan ikke bestemme noe, men går med på Sartorius forslag om å registrere strømmen i hjernen og overføre dem i form av en røntgenstråle mot havet. Kanskje, etter å ha lest denne meldingen, vil det flytende monsteret slutte å sende fantomene til folk ... Strålen treffer plasmaet, og som om ingenting skjer, begynner bare Kelvin å plage drømmer som han ser ut til å studere, og deretter sortere i atomer, da gjør opp igjen. "Skrekken som oppleves i dem kan ikke sammenlignes med noe i verden," sier han. Dette varer i flere uker, Harie og Kelvin blir knyttet til hverandre mer og mer, og Sartorius gjennomfører i mellomtiden noen forferdelige eksperimenter, og prøver å kvitte seg med "gjestene". Snout sier om ham: "Vår Faust er tvert imot på jakt etter en bot for udødelighet." Endelig, en natt, gir Harry Kelvin sovepiller og forsvinner. Sartorius, i all hemmelighet fra Kelvin, opprettet likevel en fantom-utslettelse, og av stor kjærlighet til Kelvin bestemte hun seg for å dø - som en gang for lenge siden ... Hun gikk i glemmeboken, forlot for alltid, for invasjonen av "gjestene" var over.
Kelvin i sorg. Han drømmer om å ta hevn på den tenkende protoplasmaen, brenne den til bakken, men Snout klarer å roe kameraten. Han sier at havet ikke ønsket noe dårlig, tvert imot, han strebet for å gi folk gaver, for å gi dem det mest dyrebare, det som er dypest skjult i hans minne. Havet kunne ikke vite hva den sanne betydningen av dette minnet ... Kelvin aksepterer denne tanken og roer seg - som om. Og i den siste scenen sitter han på bredden av havet, og opplever sin "gigantiske tilstedeværelse, kraftige, ufravikelige stillhet", og tilgir ham alt: "Jeg visste ikke noe, men trodde likevel at tiden med grusomme mirakler ikke var slutt."