Lors d’une expédition sur Mars, l’astronaute Mark Watney (Matt Damon) est laissé pour mort par ses coéquipiers, une tempête les ayant obligés à décoller en urgence. Mais Mark a survécu et il est désormais seul, sans moyen de repartir, sur une planète hostile.
L’inspecteur John McClane se porte au secours de son fils Jack, retenu prisonnier en Russie. Tous deux devront également faire face à un puissant leader russe qui s’avère être un danger pour la paix mondiale...