In de toekomst - de 'kosmische toekomst' van de mensheid, heel ver van ons - zullen deze afscheidswoorden gehoord worden: 'Kelvin, je vliegt. Succes!" Psycholoog Kelvin, op een ongelooflijke afstand van de aarde, landt van een ruimteschip naar een planetair station - dit is een enorme zilveren walvis die boven het oppervlak van de planeet Solaris zweeft. Het station lijkt leeg, het is vreemd bezaaid, niemand ontmoet Kelvin en de eerste persoon die een psycholoog ziet, is bijna doodsbang. De man heet Snuit, hij is de plaatsvervangend chef van het station van Gibaryan. Hij piept walgend: 'Ik ken u niet, ik weet het niet. Wat wil je?" - hoewel het station op de hoogte werd gebracht van de aankomst van Kelvin. En vervolgens herinnert hij zich dat Gibaryan, een vriend en collega van Kelvin, zelfmoord heeft gepleegd en dat de nieuwkomer niets mag doen en niet mag aanvallen als hij iemand anders ziet dan hijzelf, Snout, en het derde bemanningslid, natuurkundige Sartorius. Op de vraag: "Wie kan ik zien?!" - Snuit reageert in feite niet. En al snel ontmoet Kelvin een enorme naakte zwarte vrouw in de gang, een "monsterlijke Aphrodite" met enorme borsten en de achterkant van een olifant. Ze kan niet op het station zijn, het is als een hallucinatie. Niet alleen dat, wanneer een nieuwkomer naar Sartorius komt, de natuurkundige hem niet in zijn hut laat - hij staat, blokkeert de deur met zijn rug, en daar hoor je het rondrennen en het gelach van het kind, dan begint de deur te trillen, en Sartorius roept in een uitzinnige falset: “Ik ben zo terug! Niet doen! Niet doen!" En het hoogtepunt van delirium - Kelvin komt de koelkast binnen om Gibaryans lichaam te zien en ontdekt naast de dode man dezelfde negervrouw - levend en warm, ondanks de ijzige kou. Nog een opvallend detail: haar blote voeten worden niet uitgewist en niet vervormd door te lopen, hun huid is dun als die van een baby.
Kelvin besloot dat hij gek was geworden, maar hij is psycholoog en weet hier zeker van te zijn. Hij regelt een cheque voor zichzelf en vat samen: 'Ik ben niet gek geworden. De laatste hoop is verdwenen. '
'S Nachts wordt hij wakker en ziet naast hem zijn vrouw, die tien jaar geleden stierf, die zelfmoord pleegde vanwege hem, Kelvin. Ik leef, in vlees en bloed, en volledig kalm - alsof ze gisteren uit elkaar zijn gegaan. Ze draagt een jurk die hem herdenkt, een gewone jurk, maar om de een of andere reden zonder ritssluiting op haar rug, en haar voeten, zoals die van een zwarte vrouw, zijn infantiel. Het lijkt erop dat ze alles als vanzelfsprekend beschouwt en blij is met alles, en maar één ding wil: geen uur, geen minuut om afstand te doen van Kelvin. Maar hij moet vertrekken om de situatie op de een of andere manier te begrijpen. Hij probeert Harie vast te binden - het blijkt dat ze menselijk niet sterk is ... Kelvin is met afschuw vervuld. Hij lokt het fantoom van zijn vrouw in een enkele raket en stuurt hem naar een baan om de planeet. Het lijkt erop dat deze onzin voorbij is, maar Snout waarschuwt Kelvin dat de 'gast' over twee of drie uur terugkomt en vertelt uiteindelijk wat er naar zijn mening gebeurt. Aanhoudende "gasten" zendt naar de mensen van de oceaanplaneet Solaris.
Deze oceaan houdt wetenschappers al meer dan honderd jaar bezig. Het bestaat niet uit water, maar uit protoplasma, dat op een vreemde en monsterlijke manier beweegt, zich uitbreidt en gigantische - betekenisloze ogende - structuren creëert, in de diepte waarvan de tijd van koers verandert. Ze werden 'goroderov', 'dolguns', 'mijn moids', 'symmetrieën' genoemd, maar niemand wist waarom en waarom ze werden gemaakt. Deze levende oceaan lijkt één functie te hebben: het behoudt de optimale planetaire baan rond de dubbele zon. En nu, na een onderzoek dat door harde straling was getroffen, begon hij fantomen naar mensen te sturen en hun uiterlijk uit de diepten van het menselijke onderbewustzijn te halen. Kelvin had nog steeds geluk: hij 'kreeg' een vrouw van wie hij ooit had gehouden, terwijl anderen hun geheime erotische verlangens kregen die zelfs niet werden gerealiseerd. 'Zulke situaties ...' zegt Snout, 'waar je alleen maar aan kunt denken, en zelfs in een moment van bedwelming, val, waanzin ... En het woord wordt vlees.' Dat zegt Snout. Hij zegt ook dat de 'gast' het vaakst verschijnt terwijl een persoon slaapt en zijn bewustzijn is uitgeschakeld. Op dit moment zijn de hersengebieden die verantwoordelijk zijn voor het geheugen beter toegankelijk voor de onbekende stralen van de oceaan.
Wetenschappers verlaten misschien het station, maar Kelvin wil blijven. Hij denkt: "Misschien weten we niets van de oceaan, maar misschien van onszelf ..." De volgende nacht verschijnt Harry weer en net als vroeger worden ze geliefden. 'S Morgens ziet Kelvin dat er in de cabine twee' absoluut identieke witte jurken met rode knopen 'zijn - beide aan de zoom gesneden. Een volgende schok volgt op deze schok: Hary blijft per ongeluk opgesloten en met onmenselijke kracht, verwondt zichzelf en breekt de deur af. Geschokt Kelvin ziet haar verminkte handen bijna onmiddellijk genezen. Hary zelf is ook doodsbang, omdat ze zichzelf een normaal, normaal persoon voelt ...
Kelvin probeert te begrijpen hoe Harie 'gestructureerd' was en neemt haar bloed ter analyse, maar onder een elektronenmicroscoop is het duidelijk dat de rode lichamen niet uit atomen bestaan, maar als uit niets - blijkbaar uit een neutrino. Maar 'neutrinomoleculen' kunnen niet bestaan buiten een bepaald veld ... De natuurkundige Sartorius accepteert deze hypothese en verbindt zich ertoe een vernietiger van neutrinomoleculen te bouwen om de 'gasten' te vernietigen. Maar het blijkt dat Kelvin dit niet wil. Hij is al hersteld van de schok en houdt van zijn nieuwe vrouw - wie ze ook is. Van haar kant begint Harry de situatie te begrijpen, al zijn tragedie. 'S Nachts, terwijl Kelvin slaapt, zet ze de bandrecorder aan die Gibaryan voor Kelvin heeft achtergelaten, luistert ze naar het verhaal van Gibaryan over de' gasten 'en probeert ze, nadat ze de waarheid heeft geleerd, zelfmoord te plegen. Drinkt vloeibare zuurstof. Kelvin ziet haar pijn, ondraaglijk bloederig braken, maar ... Ocean Radiation herstelt binnen enkele minuten het neutrino-vlees. Ze kwam wanhopig tot leven - nu weet ze dat ze Kelvin kwelt: 'En dat ik me niet kon voorstellen dat het martelwerktuig goed en liefde zou kunnen zijn', roept ze. Kelvin zegt daarop dat hij van haar houdt, namelijk van haar, en niet van die aardse vrouw die zichzelf uit liefde voor hem heeft gedood. Dit is waar, en hij is volledig verloren: hij zal tenslotte naar de aarde moeten terugkeren, en zijn geliefde vrouw kan alleen hier bestaan, in het mysterieuze stralingsveld van de oceaan, hij kan nergens over beslissen, maar gaat akkoord met het voorstel van Sartorius om de stromen van zijn hersenen op te nemen en ze door te geven in de vorm van een röntgenstraal naar de oceaan. Misschien, na het lezen van dit bericht, stopt het vloeibare monster zijn fantomen naar mensen te sturen ... De straal raakt het plasma, en alsof er niets gebeurt, begint alleen Kelvin dromen te kwellen waarin hij lijkt te studeren, vervolgens in atomen te sorteren, en dan weer goedmaken. 'De gruwel die ze ervaren, is met niets ter wereld te vergelijken', zegt hij. Dit gaat enkele weken door, Harie en Kelvin raken steeds meer aan elkaar gehecht en Sartorius voert ondertussen een aantal vreselijke experimenten uit om te proberen de "gasten" kwijt te raken. Snout zegt over hem: "Onze Faust zoekt juist een remedie tegen onsterfelijkheid." Op een avond geeft Harry eindelijk Kelvin slaappillen en verdwijnt. Sartorius, in het geheim van Kelvin, creëerde desalniettemin een fantoomvernietiger, en uit grote liefde voor Kelvin besloot ze te sterven - zoals eens, lang geleden ... Ze ging in de vergetelheid, voor altijd vertrokken, want de invasie van de 'gasten' was voorbij.
Kelvin in verdriet. Hij droomt ervan wraak te nemen op het denkende protoplasma en het op de grond te verbranden, maar Snout slaagt erin zijn kameraad te kalmeren. Hij zegt dat de Oceaan niets ergs wilde, integendeel, hij streefde ernaar om mensen geschenken te geven, om hen het kostbaarste te geven, dat wat het diepst in zijn geheugen verborgen is. De oceaan kon niet weten wat de ware betekenis van deze herinnering is ... Kelvin accepteert deze gedachte en kalmeert - alsof. En in de laatste scène zit hij aan de oever van de oceaan, voelt zijn "gigantische aanwezigheid, krachtige, onverbiddelijke stilte" en vergeeft hem alles: "Ik wist niets, maar geloofde nog steeds dat de tijd van wrede wonderen niet was geëindigd."