《流浪地球2》故事设定在《流浪地球》之前，展现了人类为了拯救地球而开启“流浪地球”计划的艰难历程。故事开篇，太阳危机加剧，地球面临被吞噬的命运，人类决定建造上万座行星发动机推动地球离开太阳系。联合政府开始招募宇航员和工程师参与计划，中国航天员刘培强为了给家人更好的未来报名，却因女儿朵朵患病陷入两难。科学家图恒宇致力于数字生命研究，希望让女儿在虚拟世界延续生命，这一行为被视为违法。与此同时，月球发动机突然失控，碎片即将撞击地球。人类必须争分夺秒修复月球发动机并炸掉月球。在全球合作中，各国人员齐心协力，刘培强驾驶飞船执行危险任务，图恒宇也在关键时刻以数字生命的形式介入，为拯救地球贡献力量。最终，人类成功化解危机，“流浪地球”计划正式启动。