Aux temps préhistoriques, une petite tribu d’hommes‐singes installée au milieu de rochers arides lutte difficilement pour la vie. Un matin, ils trouvent devant eux une mystérieuse dalle noire monolithique. L’un des singes touche la pierre et apprend alors à se servir d’un os de quadrupède pour tuer ses ennemis. Quatre millions d’années plus tard, en 2001, un savant de l’espace, le Dr Heywood Floyd, débarque sur la lune pour examiner une dalle noire semblable à celle des singes, qui était enterrée sous la surface de l’astre. Selon les premières observations, l’objet émettrait un signal mystérieux…
Se croyant trompée, la Duchesse de Praslin renvoie sa gouvernante Henriette Deluzy Desportes, sans lui donner de lettre de recommandations. Après s'être opposé à sa femme, le Duc retrouve sa femme assassinée. Henriette est arrêtée... Plus tard dans un collège de jeunes filles de New York, la nouvelle institutrice de français, Henriette Deluzy Desportes, est présentée à ses élèves. Ces dernières lui rappellent des souvenirs dramatiques, et Henriette entreprend de leur dévoiler sa tragique histoire...