1947년 캘리포니아 사막의 머록 육군 비행장, 고속 시험기를 몰던 조종사들이 잇따라 목숨을 잃는 가운데 시험비행사 척 예거는 아무도 넘지 못한 음속의 벽에 도전한다. 몇 년 뒤 에드워즈 공군 기지에는 여전히 최고의 조종사들이 모여들고, 고든 쿠퍼, 거스 그리섬, 디크 슬레이턴은 언젠가 자신도 실력을 증명하겠다며 기회를 엿본다. 1957년 소련이 스푸트니크를 쏘아 올리자 미국은 사람을 우주로 보내는 머큐리 계획에 착수하고, 혹독한 시험을 거쳐 이들 셋과 해군, 해병대 출신의 앨런 셰퍼드, 존 글렌, 스콧 카펜터, 월리 시라가 '머큐리 세븐'으로 선발된다. 하루아침에 국민 영웅이 된 일곱 사나이는 남편의 목숨을 걱정하는 아내들의 불안 속에서 미지의 하늘로 향할 준비를 하고, 대학 학위가 없어 선발에서 제외된 예거는 여전히 사막의 하늘에서 자신만의 한계에 도전한다.