Qu'est-il arrivé au Discovery depuis son contact avec le grand monolithe noir ? Pourquoi l'ordinateur HAL 9000 en a-t-il éliminé l'équipage ? Qu'a découvert Dave Bowman par-delà la porte des étoiles ?
Neuf ans plus tard, le vaisseau Alexeï Leonov emporte vers Jupiter un équipage composé de Russes et d'Américains pour donner à la Terre les réponses attendues. Mais leur cohabitation est difficile, d'autant que l'affectation du Dr Chandra, créateur de HAL, pour son ordinateur risque de les mettre tous en danger.
Et de plus, sans qu'ils le sachent, quelqu'un les surveille : l'Enfant des Etoiles, l'être qui voyage à travers le temps et l'espace...