三年的时间匆匆一过，经历了风风雨雨的特洛伊（扎克·埃夫隆 Zac Efron饰）和女友盖比瑞拉（瓦妮莎·哈金斯 Vanessa Hudgens饰）即将迎来毕业，面临着各奔东西的局面。虽然两人非常希望能够继续在一间大学就读，延续彼此的感情，可惜无论是家人还是自己的志向，让两人产生分歧颇大，免不了争吵。

一名轻度自闭的航天工程师罗伊，他的父亲在20年前离开地球前往海王星，寻找外星智慧生物。不料任务失败，有去无回。而罗伊此次也要飞越太阳系，找到父亲，并查清当年失败的原因。