Во время работы американских астронавтов в открытом космосе происходит катастрофа. Астронавт-исследователь Райан Стоун (Сандра Буллок), занимавшаяся ремонтом космического телескопа «Хаббл», и ветеран-астронавт Мэтт Ковальски (Джордж Клуни), командир экспедиции на космическом челноке, оказываются единственными выжившими членами команды корабля после его столкновения с космическим мусором, возникшим в результате взрыва российского военного спутника. Поскольку челнок получает повреждения, не позволяющие дальнейший полёт на нём и возвращение на Землю, Ковальски принимает решение добираться вместе с Райан Стоун до Международной космической станции с помощью своего индивидуального ракетного двигателя. Станция, также столкнувшаяся с космическим мусором, покинута экипажем, единственный оставшийся космический корабль типа «Союз» повреждён при столкновении и также непригоден для возвращения на Землю. Тем не менее, по мнению Ковальски, «Союз» пригоден для передвижения в космическом пространстве и позволит добраться до китайской космической станции "Тяньгун", к которой пристыкован космический аппарат "Шэньчжоу", фактически являющийся аналогом «Союза». В связи с тем, что топливо в двигателе Ковальски закончилось, у астронавтов возникают проблемы при остановке у МКС. Ковальски жертвует собой, чтобы обоих астронавтов не унесло в космос. Стоун попадает внутрь станции и переходит на «Союз». Ей приходится вновь выйти в открытый космос для освобождения «Союза», зацепившегося стропами парашюта за детали станции. Во время этого выхода станция вновь сталкивается с потоком космического мусора, после чего оказывается полностью разрушенной. В «Союзе» отсутствует топливо для основного двигателя, однако Стоун удаётся запустить корабль в направлении китайской космической станции с помощью двигателей мягкой посадки. Добравшись до станции, быстро теряющей высоту, Стоун переходит в спускаемый аппарат китайского космического корабля и с помощью знаний о принципах управления «Союзом» производит отстыковку и направляет корабль на посадку. После благополучной посадки на водную поверхность Стоун покидает корабль и вплавь добирается до берега.

Сандра Буллок —Райан Стоун Джордж Клуни —Мэтт Ковальски Эд Харрис —центр управления полётами (голос)

Мария Фортунатова —Райан Стоун Дмитрий Матвеев —Мэтт Ковальски Интересен тот факт, что для озвучивания Джорджа Клуни, режиссёр дубляжа Всеволод Кузнецов привлек многоопытного Дмитрия Матвеева, который практически не занимался дубляжом с 2000 года.

Британская компания Framestore ruen, занимавшаяся разработкой спецэффектов для картины, заявила, что фильм по амбициозности будет сравним с «Аватаром» Джеймса Кэмерона. В частности, около 60 процентов событий, происходящих на экране, будут создаваться с помощью компьютерной графики. Исполнительный продюсер Крис Дефариа сообщил, что фильм начинается 17-минутной сценой без единой монтажной склейки. Джеймс Кэмерон назвал «Гравитацию» лучшей кинолентой о космосе в истории кино. C момента оставления МКС героиня носит российский скафандр, принадлежащий вымышленному космонавту Роскосмоса Л. Демидову. На скафандре имеется нашивка экипажа МКС «Экспедиция 42», которая в реальности планируется на ноябрь 2014 года. Космический корабль многоразового использования, на фоне которого протекает вступление фильма, схож с челноками «Спэйс Шаттл», однако носит название нелетавшего полномаштабного макета челнока —«Эксплорер» (англ. «Исследователь») (OV-100) (в дальнейшем, после выхода фильма на экран, переименованного в «Независимость»). Также персонаж фильма называет номер миссии —157, что значительно превышает количество фактических полетов по завершенной программе «Спэйс Шаттл». Прокат фильма в США начался 4 октября —в 56-ю годовщину запуска первого искусственного спутника Земли «Спутник-1». По мотивам фильма была выпущена игра для Android и iOS Gravity: Don't Let Go.