Sebelum terbang ke Solaris, ahli psikologi Chris Kelvin (lakonan Donatas Banionis) datang ke rumah ibu bapa zaman kanak-kanaknya untuk bertemu dengan juruterbang Solaris ketika itu Henry Burton (lakonan Vladislav Dvorzhetsky). Burton memberi amaran kepada Kelvin bahawa perkara yang luar biasa akan berlaku pada Solaris, tetapi Kelvin tidak mengambilnya dengan serius. Sebelum Kelvin pergi, dia membakar barang peribadinya di hadapan bapanya (Nikolai Grinko). Selepas Kelvin tiba di stesen angkasa berhampiran Solaris, dia menyiasat kematian saintis Dr. Qibarian (lakonan Sos Sargsyan), tetapi mendapati isterinya Hallie (lakonan Natalya Bondarchuk), yang telah meninggal dunia bertahun-tahun lalu, tiba-tiba muncul. Kelvin yang panik membincangkan cara menangani perkara aneh dengan tiga saintis lain di stesen angkasa, hanya untuk mendapati bahawa semua orang sangat terganggu olehnya dan tidak tahu... Filem ini telah dicalonkan untuk Palme d'Or pada tahun 1972 Festival Filem Cannes memenangi Hadiah Juri Utama di Festival Filem Cannes dan Anugerah Pengkritik Filem Antarabangsa pada tahun yang sama.