Минуло дев'ять років після подій, описаних в попередній книзі.

Космічний корабель «Олексій Леонов» з радянсько- американським екіпажем на борту відправляється на Юпітер, щоб розгадати таємницю залишеного на орбіті Юпітера «Діскавері». Для цього командиру і членам зоряного екіпажа належить знову активувати виведений з ладу комп'ютерний мозок HAL-9000, який став однією з причин провалу першої експедиції. Також виявляється, що на шляху до системи Юпітера радянсько-американську експедицію випереджає китайський корабель «Цянь», який відкриває життя на Європі, але гине ще до прибуття «Леонова».