Wat te doen als je mijlenver – letterlijk tientallen miljoenen kilometers – verwijderd bent van je geliefde? The Space Between Us vertelt het verhaal van Gardner (Asa Butterfield), de eerste mens die op Mars is geboren en op 16-jarige leeftijd voor het eerst afreist naar Aarde. Hij onderneemt de lange reis naar aarde omdat hij op zoek is naar zijn vader, maar vooral ook naar Tulsa (Britt Robertson), een Amerikaans meisje dat hij online heeft leren kennen. Alleen weet niemand of Gardner wel zo lang op aarde kan overleven.