Сюжет фильма разворачивается на Земле, чья поверхность превратилась в радиоактивную пустошь после войны с инопланетной цивилизацией Гамилас. Выжившие прячутся в подземных сооружениях, но с каждым днём запасы чистого воздуха и надежды на будущее тают. Ситуация кажется безвыходной, пока на Марсе не находят разбившийся корабль пришельцев с записанным обращением.

В послании говорится о планете Искандар и её правительнице Старше, которая готова помочь землянам. Для этого нужно добраться до неё, преодолев расстояние в 148 000 световых лет, используя чертежи особого волнового двигателя. Начинается гонка со временем: старый линкор «Ямато» перестраивают, оснащая технологиями, позволяющими выйти в космос и совершить варп-прыжок.

Экипаж подбирают из опытных пилотов и офицеров, понимающих, что обратной дороги может не быть. Каждый этап пути к Искандару встречает их новыми угрозами и препятствиями. Земля остаётся позади, и от того, сумеет ли команда «Ямато» выполнить задание, теперь зависит судьба всех, кто ещё жив на родной планете.