События фантастического сериала развиваются в далеком будущем. Исследовательский звездолет «Орвилл» покидает Землю и отправляется в очередную экспедицию, преодолевая просторы Вселенной. Экипаж космического корабля под командованием капитана Эда Грейсона (Сет МакФарлейн), в который входит бывшая жена Эда, Келли (Эдрианн Палики), и друг Гордон (Скотт Граймз), готов к самым суровым испытаниям. И приключения не заставляют себя ждать...