ในโลกอนาคต ประชากรมนุษย์ที่เพิ่มมากขึ้น ทำให้โลกไม่มีพื้นที่เพียงพอให้อาศัย โครงการสำรวจอวกาศเพื่อหาดินแดนใหม่จึงเริ่มขึ้น และคณะสำรวจได้พบกับระบบกาแลคซี่ใหม่ ที่เพียงพอจะขนย้ายขนย้ายมนุษย์ไปอาศัยอยู่ ริเวอร์ เด็กสาวที่มีจิตใจอ่อนไหว ได้ถูกนำตัวมาทดลองจนกลายเป็นอาวุธสงครามพิเศษ อาศัยอยู่บนยานเซเรนิตี้และได้รับการคุ้มครองจาก กัปตัน มัลคอล์ม เรย์โนลด์ส อดีตนักรบอาสาของกองกำลังอิสระ ที่หันมารับงานโจรสลัดอวกาศ แต่เพื่อคุ้มครองสองพี่น้อง งานที่ได้รับจึงยากลำบากขึ้น แถมยังต้องผจญกับเหล่า รีฟเวอร์ มนุษย์กินคน เมื่อมัลคอล์มตัดสินใจแยกทางจากริเวอร์และพี่ชาย เขากลับพบว่าเธอมีความลับเกี่ยวกับสมาพันธ์ซ่อนอยู่ภายใต้ ชื่อ มิแรนด้า และกำลังถูกตามล่าจากกลุ่มสมาพันธ์