Craig Schwartz est marionnettiste de rue, mais ne parvient pas à vivre de son art. Lotte, son épouse, s'intéresse beaucoup plus à ses animaux qu'à lui. Devant leurs difficultes financières, le jeune homme trouve un emploi au septième étage du building de l'entreprise Lester. En classant des dossiers, Craig découvre une porte dérobée et l'emprunte. Celle-ci le conduit pour quinze minutes à l'intérieur de John Malkovich. Cette prodigieuse découverte va lui permettre de changer de vie.
En 1958, les astronautes Frank Corvin, Hawk Hawkins, Jerry O'Neill et Tank Sullivan se préparent pour une mission spatiale mais au dernier moment, la NASA leur préfère un singe. 42 ans plus tard, le satellite russe de communication Ikon menace de s’écraser sur la Terre. Corvin est le seul homme capable de maîtriser l'antique système de guidage, calqué sur celui qu'il avait conçu quelques décennies plus tôt pour Skylab. Il accepte la mission, à condition que ses 3 compagnons partent avec lui…