크리스 켈빈은 과학자인데, 별장에 있는 그에게 연구소로부터 비디오 테이프가 전달된다. 연구소는 우주 정거장이 보내온 비디오 테이프를 보며 혹성 솔라리스에게 무슨 일이 벌어지고 있다는 결론을 내리고, 그 정거장에 크리스 켈빈을 보내기로 한 것이다. 우주 정거장에 온 켈빈은 여기에서 두 과학자를 만난다. 스나우토와 사리보리우스 두 사람인데 물리학자 기바리안은 이미 자살한 후였다. 켈빈은 여기서 혹성 솔라리스의 생각하는 바다에 대해서 듣게 된다. 혹성 솔라리스에 접근하면 여기에 근접한 사람과 솔라리스가 정신작용을 일으켜 상대방의 기억 저 깊이 잠겨있는 과거를 물질화한다는 것이다. 크리스 켈빈에게는 그가 집을 나간 것에 충격을 받고 독극물 주사로 자살한 아내가 있었는데 그 아내가 그 앞에 물질이 되어 나타난다.
