2517 год. Эд Мерсер — опытный астронавт. Около года назад герой случайно застал свою любимую жену в постели с другим. Увидев Келли в объятиях синего инопланетянина, Мерсер испытал шок. После расставания с женщиной он тосковал и предавался унынию, но однажды ему предложили принять командование собственным исследовательским кораблём «Орвилл». Подвох в том, что Келли Грейсон назначена старшим помощником, что создаёт немалое напряжение. Кроме бывшей жены, в команду Эда вошли как люди, так и представители других цивилизаций.

Алара Китан — нервный офицер, отвечающий за безопасность звездолёта. Бортус — строгий лейтенант-командир. Клэр Финн — стойкая, понимающая женщина-врач, поклявшаяся защищать все формы жизни и соответствовать идеалам планетарного союза, объединившего мир. Джон Ламарр — штурман и второй пилот. Гордон Маллой — неуравновешенный главный пилот, настоящий ас. Команда отправилась в путешествие через всю галактику, выполняя различные миссии. Герои, составившие разномастную группу, делают поставки, проводят спасательные операции, сталкиваются с межзвёздными предрассудками, противостоят злобным инопланетянам-захватчикам, а также разбираются в запутанных личных и служебных отношениях.