Veenusele suundub kolmest kosmoselaevast koosnev Nõukogude Liidu ja USA ühisekspeditsioon. Üks kosmoselaevadest hukkub kokkupõrkes meteooriga. Kahe ülejäänud kosmoselaeva meeskonnad maanduvad Veenusele, üks kosmoselaev jääb naiskosmonaudiga orbiidile, et pidada sidet Maaga. Veenuse pinnal jagunevad kosmonaudid kahte rühma ja asuvad planeeti uurima. Nad näevad fantastilisi loomi, kes sarnanevad saurustega. Lisaks sellele jälgivad nad vulkaanipurset ja sukelduvad ookeani põhja. Lõpuks pöörduvad nad edukalt Maale tagasi.