《沙丘2》承接第一部剧情，讲述保罗·厄崔迪（提莫西·查拉梅 Timothée Chalamet 饰）被帕迪沙皇帝和哈克南人联手灭族后，在厄拉科斯星球遇到弗雷曼女战士契妮（赞达亚 Zendaya 饰）以及加入弗雷曼人后展开的传奇旅程。保罗与让他家破人亡的阴谋家们开战，同时面临着一生所爱与已知宇宙命运的两难选择。

女孩克里斯汀（西尔莎·罗南 Saoirse Ronan 饰）跟随着家人来到了位于加州的一间教会学校开始了她的高中生涯，虽然心中有百般的不愿意，但克里斯汀尚且没有足够的力量来反抗家人和生活的安排。在学校里，克里斯汀最好的朋友是朱丽（比妮·费尔德斯坦 Beanie Feldstein 饰），三观相近的两人无话不谈。 　　克里斯汀参加了舞台剧比赛，并因此结识了名为丹尼（卢卡斯·赫奇斯 Lucas Hedges 饰）的男孩，相互吸引的两人很快就走到了一起。然而，这段感情最终以分手告终。为了和校园交际花珍娜（奥德娅·拉什 Odeya Rush 饰）套近乎，克里斯汀不惜撒谎，遗憾的是，谎言并不能换来真正的友谊。当克里斯汀身陷同凯尔（提莫西·查拉梅 Timothée Chalamet 饰）的感情纠葛之中时，她的家庭也在经历着艰难时期。

近未来的地球黄沙遍野，小麦、秋葵等基础农作物相继因枯萎病灭绝，人类不再像从前那样仰望星空，放纵想象力和灵感的迸发，而是每日在沙尘暴的肆虐下倒数着所剩不多的光景。在家务农的前NASA宇航员库珀（马修·麦康纳 Matthew McConaughey 饰）接连在女儿墨菲（麦肯吉·弗依 Mackenzie Foy 饰）的书房发现奇怪的重力场现象，随即得知在某个未知区域内前NASA成员仍秘密进行一个拯救人类的计划。多年以前土星附近出现神秘虫洞，NASA借机将数名宇航员派遣到遥远的星系寻找适合居住的星球。在布兰德教授（迈克尔·凯恩 Michael Caine 饰）的劝说下，库珀忍痛告别了女儿，和其他三名专家教授女儿艾米莉亚·布兰德（安妮·海瑟薇 Anne Hathaway 饰）、罗米利（大卫·吉雅西 David Gyasi 饰）、多伊尔（韦斯·本特利 Wes Bentley 饰）搭乘宇宙飞船前往目前已知的最有希望的三颗星球考察。　　他们穿越遥远的星系银河，感受了一小时七年光阴的沧海桑田，窥见了未知星球和黑洞的壮伟与神秘。在浩瀚宇宙的绝望而孤独角落，总有一份超越了时空的笃定情怀将他们紧紧相连……

库珀一家四代同堂欢庆圣诞，没想到一家人却被几位不速之客搞得人仰马翻，却也让一家人重新审视家人与节日的意义。