XXV століття, Сонячна система та прилеглі території. Офіцер космічного флоту Ед Мерсер важко переживає розлучення з дружиною, яку рік тому застав у ліжку з блакитношкірим іншопланетянином. Зрада виливається для нього у регулярне зловживання алкоголем та інші дисциплінарні порушення. Але одного разу доля посміхається йому: Мерсер отримує пропозицію зайняти посаду капітана міжпланетного дослідницького корабля «Орвілл». Не встигає новоявлений командир познайомитися з командою, як переживає перше потрясіння: старшим помічником на «Орвіллі» призначають його колишню дружину Келлі. Не зважаючи на всі негаразди, екіпажу «Орвілла» належить навчитися мислити нестандартно і діяти спільно, адже саме від них залежить доля всієї Галактики.