В центре сюжета фильма "Спутник" - таинственное возвращение космического корабля на Землю в 1983 году, во времена Советского Союза. Из двух космонавтов вернулся только один, Константин Вешняков, и его состояние вызывает беспокойство: он явно не тот, кем был раньше. Власти скрывают правду о произошедшем на орбите, но есть подозрения, что экипаж столкнулся с неизвестной формой жизни.
Вешнякова помещают в изоляцию на секретной военной базе, где его состояние тщательно контролируют и наблюдают. В этом засекреченном месте появляется нейрофизиолог Татьяна Климова, которой поручают оценить психическое и физическое состояние космонавта. Она начинает свою работу, пытаясь разгадать тайну его странного поведения.
Татьяна обнаруживает необычные реакции Вешнякова на различные стимулы, что заставляет ее задуматься о том, что он может быть не один в своем теле. По мере углубления исследований Климова начинает понимать, что космонавт мог стать носителем чего-то чуждого и опасного для всего человечества.
Фильм погружает зрителя в атмосферу холодной войны и научных экспериментов, где каждый шаг героев может привести к непредсказуемым последствиям. Татьяна стоит перед моральным выбором: продолжить исследования, которые могут раскрыть истину о происхождении неизвестного существа, или попытаться спасти Вешнякова от его неведомого спутника.
