Fünfhundert Jahre in der Zukunft hat die Menschheit die Erde verlassen. Alle Menschen sind in ein neues großes Sternensystem umgezogen. Das System wird von der Allianz kontrolliert. Abseits der "Kernplaneten" können Menschen wie die Besatzung des Frachtschiffs Serenity ihren Lebensunterhalt verdienen, wenn sie sich von den Schiffen der Allianz und den Reavern fernhalten - raumfahrenden Kannibalen, die die Planeten "der Rand" überfallen. Eines der Projekte der Allianz ist die Schaffung einer Gruppe von Kriegern mit geistigen Fähigkeiten. Der Star dieses Projekts ist der Teenager River Tam. Nachdem ihr älterer Bruder Simon sie gerettet hat, schickt das Bündnisparlament "The Operative", einen Mann ohne Namen, Rang oder offizielle Existenz, hinter ihnen her.
Etwa acht Monate nachdem River und Simon zur Besatzung der Serenity gestoßen sind, nimmt der Schiffskapitän Malcolm "Mal" Reynolds River mit, um eine Bank auszurauben. Während sie die Bank ausrauben, greifen die Reavers an. Nachdem sie wieder auf die Serenity entkommen sind, streitet Simon mit Mal. Mal beschließt, Simon und River bei ihrem nächsten Halt zu verlassen. An der nächsten Station beginnt River einen Streit, der durch eine unterschwellige Botschaft der Allianz in einem Werbespot ausgelöst wird. Mal lässt Simon und River auf der Serenity weiterfahren, während die Besatzung mit einem Techno-Freak namens Mr. Universe spricht. Mr. Universe lebt auf einem Planeten innerhalb einer riesigen Wolke von Objekten im Weltraum, die die Menschen nicht sehen lässt, dass es dort einen Planeten gibt. Mr. Universe sieht sich ein Video des Kampfes an und findet die unterschwellige Botschaft. Er sieht auch, dass River den Namen "Miranda" sagte. Mal erhält einen Anruf von Inara, einer ehemaligen Passagierin. Er weiß, dass es eine Falle ist, aber er weiß auch, dass sie in Gefahr sein muss. Mal geht zu ihr. Er wird mit der Spionin konfrontiert. Die Spionin sagt Mal, dass er ihn gehen lassen wird, wenn Mal ihm River übergibt. Mal weigert sich, und sie entkommen der Spionin und kehren nach Serenity zurück. Die Besatzung findet heraus, dass "Miranda" ein unbekannter Planet am Rande des Sonnensystems ist. Um nach Miranda zu gelangen, müssten sie in das Gebiet der Reaver vordringen. Sie halten das für zu gefährlich. Die Serenity fliegt stattdessen nach Haven, wo sich ein weiterer ehemaliger Passagier, Shepherd Book, befindet. Als sie auf Haven ankommen, sieht die Crew, dass es von der Allianz angegriffen wurde. Sie sehen auch, dass Shepherd Book sehr schwer verletzt wurde und im Sterben liegt. Die Spionin sendet eine Nachricht, dass er es getan hat. Er sagt, dass er so weitermachen wird, bis ihm River übergeben wird.
Mal befiehlt, die Serenity wie ein Reaver-Schiff aussehen zu lassen. Sie bekommen das getarnte Schiff durch eine Flotte von Reaver-Kriegsschiffen. Als sie nach Miranda kommen, findet die Besatzung alle, die dort gelebt haben, tot auf. Es gibt überall Leichen, aber sie können nicht sagen, wie die Menschen gestorben sind. Die Besatzung findet ein Video, das nach der Katastrophe von einem Allianz-Schiff aufgenommen wurde. Es zeigt ihnen, dass die Allianz eine Chemikalie hergestellt hat, die die Aggression stoppen und den Planeten gewaltfrei machen soll. Die Chemikalie funktionierte so gut, dass die Menschen aufhörten, alles zu tun, einschließlich des Essens, und sich selbst sterben ließen. Bei einem Zehntelprozent der Menschen hatte die Chemikalie die gegenteilige Wirkung. Sie machte sie sehr aggressiv und verursachte psychische Probleme: Sie wurden zu den Reavers. Mal wollte dieses Geheimnis allen Welten zeigen, indem er die Ausrüstung von Mr. Universe benutzte. Die Operative findet heraus, wohin sie gehen, und wartet kurz vor dem Reaver-Raum mit einer Flotte der Allianz. Da sie weiß, dass die Spionin wahrscheinlich auf sie warten wird, eröffnet die Serenity bei ihrer Rückkehr das Feuer auf eines der Reaver-Schiffe. Die anderen Reaver-Schiffe jagen hinter ihnen her. Die Serenity verlässt den Reaver-Raum und durchquert die Wolke um den Planeten des Mr. Universums, während sie von der gesamten Reaver-Flotte gejagt wird. Es kommt zu einem heftigen Kampf zwischen der Allianz und den Reavern. Der Kampf lässt Serenitys Pilot Wash auf den Planeten hinunterfliegen. Das Schiff der Spionin wird zerstört, und auch er fliegt in einer Rettungskapsel zu dem Planeten.
Die Gelassenheit stürzt auf dem Planeten ab. Während das Schiff sehr schwer beschädigt ist, hat die Besatzung überlebt. Gerade als alle anfangen, sich zu entspannen, trifft eine Reaver-Harpune Wash und tötet ihn. Die Crew verlässt die Serenity und sucht einen Platz, um die Reavers abzuwehren, während Mal zu Mr. Universe geht, um die Nachricht zu senden. Mal stellt fest, dass Mr. Universe getötet wurde und seine Ausrüstung zerstört ist. Er findet eine Nachricht, die ihn über einen versteckten Ersatzsender informiert. Die Reavers greifen die Crew an und zwingen sie zum Rückzug. Die Crew versucht, eine Schutztür zu schließen, aber sie lässt sich nicht ganz schließen. Der Fluss taucht durch das Loch in der Tür und schließt sie von der anderen Seite. Dadurch sitzt sie mit den Reavers in der Falle. Mal gelangt zu dem anderen Sender. Die Spionin kommt auch dort an und sie kämpfen. Mal gewinnt, aber tötet die Spionin nicht. Er verlässt ihn, um sich das Video von Miranda anzusehen, während es ausgestrahlt wird. Mal kehrt zu seiner Crew zurück. Als ihm gesagt wird, was River getan hat, öffnet sich die Schutztür und River steht unverletzt auf einem großen Haufen toter Reavers. Eine Gruppe von Soldaten der Allianz taucht auf, aber die Spionageabwehr befiehlt ihnen, aufgrund dessen, was er auf dem Video gesehen hat, nicht zu kämpfen. Die Besatzung begräbt ihre Toten und bringt die Serenity wieder in Ordnung. Die Serenity verlässt den Planeten mit Mal auf dem Sitz von Wash als Pilot und River als Kopilot.
