짐은 세 번의 우주비행 경험이 있는 노련한 우주비행사다. 그는 6개월 후 발사될 아폴로 13호의 선장이 병으로 가지 못하게 되면서 교체 투입된다.그는 힘든 훈련을 감내하며 달에 갈 날을 고대한다.
그런데 발사 이틀 전 예비탑승팀에 홍역환자가 발생해 아직 홍역을 앓지 않은 켄이 비행에서 제외된다. 대신 예비탑승팀의 일원이며 신참내기인 잭 스와이거트가 조종사로 팀에 새로 합류한다.
발사 당일, 드디어 아폴로 13호가 하늘로 솟아오른다. 그런데 비행사들이 달 궤도 진입에 앞서 휴식을 취하려는 순간, 폭음이 들리더니 우주선이 요동치기 시작한다.
산소 탱크 안의 코일이 전기 합선으로 감전을 일으켜 폭발하여 동력이 끊어지고, 이산화탄소의 양이 급증하게 된 것이다. 이들은 결국 달착륙을 포기하고 귀환하기로 결정을 내린다.
위험한 상황에 처하자 이들에게 냉담하던 메스컴이 비로소 관심을 가지기 시작하고 비행 관제센터의 관제 본부장 진의 지휘에 따라 사태수습에 들어간다. 아폴로 13호는 무사귀환을 위해 필사적인 노력을 기울이는데

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