Quando Ryland Grace si risveglia, non ha assolutamente idea di dove si trovi né di chi sia. Vede solo che il suo corpo è collegato a decine di tubi, che gli oggetti intorno a lui cadono troppo velocemente e che i suoi due compagni di viaggio giacciono inermi nello spazio angusto che condividono. Poi, lentamente, la memoria riaffiora: Grace si trova a migliaia di chilometri dalla Terra, su una minuscola navicella spaziale lanciata a tutta velocità nelle profondità insondate dello spazio, unico sopravvissuto di una missione disperata per salvare il pianeta. Se fallisce, l'umanità è destinata a sparire a causa di misteriosi organismi che si nutrono dell'energia solare e che stanno rapidamente portando la Terra verso una nuova era glaciale. A bordo di Hail Mary, Grace è consapevole che ha pochissimo tempo a disposizione per neutralizzare il pericoloso nemico e che il destino della specie dipende unicamente da lui. O forse non è solo?