La prima parte del film si svolge nell’Africa di tre milioni di anni fa: un gruppo di ominidi sopravvive a fatica in un ambiente arido e ostile; un giorno davanti alla loro grotta appare un grande monolito nero; gli ominidi imparano a usare strumenti, a uccidere animali per cibarsene e ad uccidere altri ominidi per conquistarne il territorio. La seconda parte del film si svolge nel 2001 (un anno del futuro nel 1968): il dott. Heywood Floyd è chiamato in missione su una base lunare dove è stato scoperto un grande monolito nero sotterrato ad arte in tempi remoti.
