В ходе исследования Марса, проводимого компанией Ares III, на планете начинается сильная песчаная буря, что вынуждает астронавтов совершить аварийный взлет с планеты и вернуться на Землю. Во время спасательных работ, инженер Марк Уотни был унесен бурей. Мелисса Льюис, как руководитель миссии, считает его погибшим и принимает решение покинуть место назначения.
Модуль для астронавтов рассчитан на месяц, и в нем нет связи с Землей. Астронавт остается один на планете, без возможности связаться с Землей. Прикидывая свои возможности, он понимает, что ему необходимо прожить три года до миссии Ares IV и передать сигнал на Землю. После того как Марк расчистил участок для посадки картофеля, он начал его выращивать внутри жилого модуля.
В условиях Земли эксперты NASA, анализируя снимки со спутников, делают вывод о том, что Уотни остался в живых. Оказалось, что на Марсе был обнаружен неожиданно функционирующий зонд Pathfinder. При этом астронавт восстанавливает его и пользуется передатчиком зонда, для того чтобы отправить сигнал на Землю. Начиная с сегодняшнего дня, в NASA начинается подготовка к следующей миссии Ares IV, которая будет включать в себя операцию спасения, что может занять много времени.
Для обеспечения жизнедеятельности астронавта, ему будет отправлен зонд с оборудованием и необходимыми материалами. Излишне поспешное приготовление запуска зонда приводит к взрыву на старте, что в свою очередь может привести к катастрофе. У китайцев получилось помочь, запустив зонд на своем ракетоносителе. Основной проблемой для Уотерли является то, что из-за разгерметизации шлюза погибла большая часть урожая. В настоящий момент его выживание находится под вопросом.
Тем временем Ares III, находясь на борту корабля Hermes, возвращаются домой, но Земля не сообщает им о том, что Марк жив. Однако, команда узнает правду и сталкивается с проблемой выбора: продолжать путь на Землю или же вернуться на Марс?
Приняв решение не следовать указаниям начальства, команда решила вернуться к месту происшествия с целью спасения товарища. После получения известия о возвращении Ares III, Уотни начал подготовку к своему возвращению. Он передвигается на марсоходе к тому месту, где заранее, для следующей миссии, уже был приготовлен посадочный модуль Ares IV с ограниченным запасом горючего.
Астронавт стартует с поверхности Марса, используя максимально облегченный модуль. Он не может достичь необходимой высоты, и команде корабля Hermes приходится прибегнуть к рискованному варианту, в результате которого происходит нештатное торможение корабля на орбите.
После успешного возвращения на Землю, Уотни счастливо приземляется на Hermes. Дома он занимается обучением будущих космонавтов, как вести себя при чрезвычайных ситуациях и выживать.
