Dans un pays et une époque indéterminés, il existe une zone interdite, fermée et gardée militairement. On dit qu'elle abrite une chambre exauçant les désirs secrets des hommes et qu’elle est née de la chute d'une météorite, il y a bien longtemps.
La planète Solaris, recouverte d'un océan, a longtemps intrigué les chercheurs qui y ont installé une station. Faute de résultats concluants, le docteur Kris Kelvin, un homme bouleversé par le suicide de sa femme, y est envoyé afin de définir s'il faut fermer la station ou non.
À travers une série de tableaux, le film raconte le périple dans la Russie moyenâgeuse du peintre d’icônes Andreï Roublev. Tout juste sorti du monastère, cet artiste va se confronter à la beauté, mais aussi à la violence du monde.