Lo psicologo Kris Kelvin quando arriverà sulla stazione orbitante di Solaris, sarà vittima di un strano fenomeno, rivedrà comparire Hari, sua moglie (che è morta molti anni prima), gli altri scienziati della stazione lo assicurano che non è "umana" ma è solo una proiezione materiale dei suoi ricordi e del suo inconscio provocata dal pianeta Solaris. La proiezione di Hari però acquisterà sempre più un'autonomia e svilupperà sensazioni ed emozioni e comincerà a porsi domande sul suo oscuro passato, Kris Kelvin spaventato tenterà di allontanarla mandandola via con una capsula, ma la donna ritornerà sanguinante e viva, rivelando la sua immortalità e il suo bisogno di essere amata e protetta da suo marito.
Ma quando la donna saprà la verità, anche la sofferenza del passato che non fa parte della sua esperienza vissuta la tormenta, e così tenterà il suicidio per poi risorgere. Il dramma si allaccia alla visione umana e alla visione della sua stessa proiezione, Tarkovskij dirige in maniera claustrofobica le scene interne, con un ritmo lento, ma ossessionante, ricco di ansie interne prediligendo i silenzi alle parole.
La scena della levitazione nella stazione per assenza di gravità, è l'unico momento cinematografico in cui le cose non hanno più peso fisico e psichico, Hari e Kris si abbracciano delicatamente e sospesi nell'aria quasi danzano, accompagnati dal tema di Bach che nuovamente si ripete. Sono circondati nella stanza dai quadri fiamminghi di Bruegel che ritraggono i paesaggi terrestri, ormai troppo lontani, guardati dalla mdp con uno sguardo malinconico e mistico; uno dei dipinti ritrae un paesaggio innevato di bianco che rimembra l'infanzia passata di Kris. E' una delle sequenze più liriche e struggenti della storia del cinema, che esprime l'inesorabile solitudine umana e l'impossibilità di superare i tormenti e gli interrogativi dell'anima anche nella ricerca infinita spaziale dell'universo. Il primordiale è dentro di noi, la morte fa parte della fatalità della natura, l'uomo di fronte al mistero della vita è inerme.
Quando gli altri scienziati riusciranno a capire come liberarsi degli "ospiti", Hari si sottoporrà all'annichilamento all'insaputa di Kris. La solitudine del protagonista pregherà per un nuovo crudele miracolo, una preghierà che verrà esaudita da Solaris: creerà una piccola isola in cui Kris ritroverà la sua casa e incontrerà suo padre, mentre l'acqua (elemento sempre presente nel linguaggio poetico di Tarkovskij) cadrà dal soffito dell'abitazione vaporando a contatto del corpo del padre, come una comunicazione sensitiva ed emozionale rivolta alle nostre origini, e allo stesso tempo, come un'appagamento, perchè l'acqua è un liquido che "riempie" i vuoti, anche quelli dell'anima.