Para sobrellevar el insomnio crónico que sufre después de su regreso de Vietnam, Travis decide trabajar como taxista nocturno. Como individuo tiene poco contacto con la gente, pero observa la violencia y desolación en la que se hunde la ciudad de Nueva York. Travis anota en su diario todas sus impresiones, hasta que un día decide pasar a la acción.
Hace millones de años, en los albores del nacimiento del homo sapiens, unos simios descubren un monolito que les lleva a un estadio de inteligencia superior. Otro monolito vuelve a aparecer, millones de años después, enterrado en una luna, lo que provoca el interés de los científicos humanos. Por último, HAL 9000, una máquina de inteligencia artificial, es la encargada de todos los sistemas de una nave espacial tripulada durante una misión de la NASA.