Pendant que la Terre est en proie à la menace nucléaire, un équipage de Russes et d’Américains tente de retrouver l’astronef de 2001 et le secret de HAL, l’ordinateur homicide... L’événement majeur qu’a constitué la sortie de 2001 L’Odyssée de l’Espace avec la musique majestueuse de Strauss "Ainsi parlait Zarathoustra" se poursuit avec 2010.
Les restes d'un bombardier abattu lors d'une mission punitive au Moyen-Orient contre une base terroriste dorment paisiblement quelque part dans la mer Mediterranee. A son bord l'objet de toutes les convoitises, un systeme hautement perfectionne pour que les missiles ne ratent jamais leur but. La C.I.A. et le K.G.B. envoient chacun leur meilleur agent pour s'emparer du precieux objet...