V budoucnosti - „kosmické budoucnosti“ lidstva, velmi daleko od nás - budou slyšet tato slova na rozloučenou: „Kelvine, letíš. Hodně štěstí!" Psycholog Kelvin v neuvěřitelné vzdálenosti od Země přistává z kosmické lodi na planetární stanici - je to obrovská stříbrná velryba vznášející se nad povrchem planety Solaris. Stanice se zdá být prázdná, je podivně posetá, nikdo se s Kelvinem nesetká a první člověk, který vidí psychologa, se bojí téměř k smrti. Muž se jmenuje Snout, je zástupcem náčelníka stanice Gibaryan. Znechuceně píská: „Neznám tě, nevím. Co chceš?" - ačkoli byla stanice informována o příjezdu Kelvina. A poté, když si vzpomněl, říká, že Gibaryan, přítel a kolega z Kelvinu, spáchal sebevraždu a že nováček by neměl dělat nic a neměl by zaútočit, pokud uvidí někoho jiného kromě něj, Sýta a třetího člena posádky, fyzika Sartoria. Na otázku: „Kdo to vidím?!“ - Čenich ve skutečnosti neodpovídá. A velmi brzy se Kelvin setká s obrovskou nahou černou ženou na chodbě, „monstrózní Afroditou“ s obrovskými ňadry a zadní stranou slona. Nemůže být na stanici, je to jako halucinace. Nejen to, když přijde nováček na Sartorius, fyzik ho neopustí do své kajuty - vstane, zablokuje dveře zády a tam uslyšíte běh a smích dítěte, pak se dveře začnou škubat a Sartorius křičí ve zběsilém falsetu: „Hned jsem zpátky! Ne! Ne!" A vyvrcholením deliria - Kelvin vstoupí do ledničky, aby viděl Gibaryanovo tělo, a objeví vedle mrtvého muže stejnou černošskou ženu - živou a hřejivou, navzdory ledové chladu. Další výrazný detail: její bosé nohy nejsou při chůzi vymazány ani deformovány, jejich kůže je tenká, jako u dítěte.
Kelvin se rozhodl, že ztratil mysl, ale je psycholog a ví, jak se o to postarat. Zajistí si kontrolu a shrne: „Neztratil jsem mysl. Poslední naděje zmizela. “
V noci se probudí a uvidí vedle něj svou ženu, která zemřela před deseti lety, která se kvůli němu zabila, Kelvine. Bydlím v těle a krvi a úplně v klidu - jako by se včera rozešli. Má na sobě šaty připomínající ho, běžné šaty, ale z nějakého důvodu bez zipu na zádech a její nohy, stejně jako černé ženy, jsou infantilní. Zdá se, že všechno považuje za samozřejmost a je ze všeho šťastná a chce jen jednu věc: ne na hodinu, ani minutu, aby se rozešla s Kelvinem. Musí však odejít, aby situaci nějak pochopil. Snaží se svázat Harie - ukáže se, že není lidsky silná ... Kelvin je zděšený. Láká fantom své ženy do jediné rakety a pošle ho na orbitu blízkou planetě. Zdálo by se, že tento nesmysl skončil, ale Snout Kelvina varuje, že se za dva nebo tři hodiny vrátí „host“ a nakonec řekne, co se podle jeho názoru děje. Trvalí „hosté“ posílají lidem planety Solaris.
Tento oceán okupuje vědce více než sto let. Neobsahuje vodu, ale protoplasmu, pohybující se zvláštním a monstrózním způsobem, rozšiřující se a vytvářející gigantické - nesmyslně vypadající - struktury, v hloubkách jejichž čas mění svůj průběh. Byli přezdíváni „goroderov“, „dolguns“, „moje moids“, „symetrie“, ale nikdo nevěděl, proč a proč byli stvořeni. Zdá se, že tento živý oceán má jednu funkci: udržuje optimální planetární oběžnou dráhu kolem dvojitého Slunce. A teď, po výzkumu zasaženém tvrdým zářením, začal lidem vysílat přízraky a extrahoval jejich vzhled z hlubin lidského podvědomí. Kelvin měl stále štěstí: byl „představen“ se ženou, kterou kdysi miloval, zatímco ostatním byly zaslány tajné erotické touhy, které se ani neuvědomily. "Takové situace ..." říká Snout, "o čem si můžete myslet, a to i ve chvíli intoxikace, pádu, šílenství ... A slovo se stává tělem." Tak říká Snout. Také říká, že „host“ se nejčastěji objevuje, když člověk spí a jeho vědomí je vypnuté. V této době jsou mozkové oblasti zodpovědné za paměť přístupnější neznámým paprskům oceánu.
Vědci by mohli opustit stanici, ale Kelvin chce zůstat. Myslí si: „Možná nevíme nic o oceánu, ale možná o sobě…“ Příští noc se znovu objeví Harry a stejně jako za starých časů se stanou milenci. V dopoledních hodinách vidí Kelvin, že v kabině jsou dvě „naprosto identické bílé šaty s červenými knoflíky“ - obě střihané ve švu. Po tomto šoku následuje další šok: Hary náhodou zůstane zamčená a nelidská síla se sama zraní a rozbije dveře. Šokovaný Kelvin vidí, jak se její zmrzačené ruce léčí téměř okamžitě. Hary sama je také vyděšená, protože se cítí jako obyčejná, normální osoba ...
Ve snaze pochopit, jak byla Harie „strukturována“, odebírá Kelvin její krev pro analýzu, ale pod elektronovým mikroskopem je jasné, že červená těla nejsou složena z atomů, ale jako by z ničeho - zřejmě z neutrina. Avšak „neutrinové molekuly“ nemohou existovat mimo konkrétní pole ... Fyzik Sartorius tuto hypotézu akceptuje a zavazuje se postavit ničitele neutrino molekul, aby zničil „hosty“. Ale Kelvin, jak se ukazuje, to nechce. Už se zotavil ze šoku a miluje svou nově objevenou manželku - ať už je kdokoli. Harry začíná pochopit situaci, celou její tragédii. V noci, když Kelvin spí, zapne magnetofon, který zanechal Gibaryan pro Kelvina, poslouchá Gibaryanův příběh o „hostech“ a poté, co se naučila pravdu, se snaží spáchat sebevraždu. Pije tekutý kyslík. Kelvin vidí její bolest, vzrušující krvavé zvracení, ale ... Ocean Radiation obnovuje neutrino maso během několika minut. Ona přišla k životu v zoufalství - nyní ví, že trápí Kelvina: „A nemohla bych si představit, že nástroj mučení může být dobrý a milovat,“ křičí. Kelvin v odpovědi říká, že ji miluje, konkrétně ji, a ne tu pozemskou ženu, která se zabila z lásky k němu. To je pravda, a je úplně v rozpacích: konec konců se bude muset vrátit na Zemi a jeho milovaná žena může existovat pouze zde, v záhadném radiačním poli oceánu, nemůže o ničem rozhodnout, ale souhlasí se Sartoriusovým návrhem zaznamenat proudy jeho mozku a předat je ve formě rentgenového paprsku do oceánu. Možná, po přečtení této zprávy, tekuté monstrum přestane posílat své přízraky lidem ... Paprsek zasáhne plazmu, a jako by se nic nedělo, jen Kelvin začne mučit sny, ve kterých se zdá, že studuje, pak se rozdělí na atomy, pak tvoří znovu. "Horor, který v nich zažil, nelze srovnávat s ničím na světě," říká. To trvá několik týdnů, Harie a Kelvin se k sobě stále více přitahují a Sartorius mezitím provádí nějaké hrozné experimenty a snaží se zbavit „hostů“. Snout o něm říká: „Náš Faust naopak hledá lék na nesmrtelnost.“ Nakonec, jednu noc, Harry dá Kelvinovi prášky na spaní a zmizí. Sartorius, tajně od Kelvina, přesto vytvořil fantomového ničitele a Heri se z velké lásky ke Kelvinu rozhodl zemřít - jak jednou, už dávno ... Vstoupila do zapomnění, navždy odešla, protože invaze „hostů“ skončila.
Kelvin v zármutku. Sní o tom, že se pomstí za přemýšlení protoplasmu, spálí ho na zem, ale Snoutovi se podaří uklidnit svého soudruha. Říká, že oceán nechtěl nic špatného, naopak, snažil se dát lidem dary, dát jim to nejcennější, co je nejhlubší skryté v jeho paměti. Oceán nemohl vědět, jaký je skutečný význam této paměti ... Kelvin přijímá tuto myšlenku a uklidňuje se - jako by. A v poslední scéně sedí na břehu oceánu, cítí jeho „gigantickou přítomnost, silné, neúprosné ticho“ a odpouští mu všechno: „Nevěděl jsem nic, ale stále věřil, že čas krutých zázraků nekončil.“