Bố cục kịch tính của “2010: The Year We Make Contact” xoay quanh việc Mỹ và Liên Xô cùng hợp tác để tìm ra nguyên nhân của sự cố bí ẩn xảy ra 9 năm trước. Vào thời điểm đó, toàn bộ phi hành đoàn trên tàu Discovery đột ngột mất liên lạc khi họ tiếp cận mặt trăng Europa của Sao Mộc. Để giải quyết chuyện này, một phi hành đoàn mới đã được cử đi đến Sao Mộc bằng phi thuyền Leonov của Liên Xô, dưới sự chỉ huy của cơ trưởng Tanya Kirbuk (do Helen Mirren thủ vai). Mục tiêu là tìm kiếm tàu Discovery và khám phá những bí ẩn còn sót lại, đặc biệt là những gì có thể nằm trong chiếc siêu máy tính thông minh HAL 9000.
Tưởng rằng nhiệm vụ sẽ đơn giản hơn, nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Heywood Floyd (do Roy Scheider đóng) dẫn dắt đã nhanh chóng tiếp cận được tàu Discovery và khởi động lại HAL 9000. Tuy nhiên, khi họ đi sâu vào việc phân tích dữ liệu, một loạt bí ẩn kinh hoàng về chiếc máy tính siêu thông minh này bắt đầu lộ diện. Họ sẽ ra sao? Liệu họ có phải chịu chung số phận với đội nghiên cứu trước đó không? Quyết định sẽ được đưa ra khi mọi chuyện diễn biến trớ trêu hơn bao giờ hết.