Dans le futur, lors d'une visite à un laboratoire, Simon réussit à faire évader sa s?ur River, adolescente victime d'expérimentations. Un tueur idéaliste, l'Opérateur, est envoyé à leurs trousses. Ils trouvent refuge à bord du Serenity, un vaisseau dirigé par Mal, un perdant de la dernière guerre civile contre l'Alliance. Lors d'une visite dans un bar, un message à la télévision réveille quelque chose en River, qui, prise de folie, se met à tout casser. Seul Simon arrive à la calmer, grâce à un code. Il révèle alors la vérité à l'équipage : River est une super guerrière télépathe, et l'Alliance fera tout pour la retrouver.Ses pouvoirs psychiques l'attirent vers une planète éloignée de tout. Poursuivi, Mal découvre avec horreur que tous ses refuges sont attaqués et détruits par l'Alliance. Acculé, il décide de se rendre sur la planète dont parle River. Mais elle est située derrière les terres de monstres cannibales qui sèment la terreur dans la galaxie. Mal camoufle son vaisseau, et réussit à passer. Sur la planète, ils découvrent un message leur révélant qu'une expérimentation ratée de l'Alliance a détruit la vie sur la planète, et créé les cannibales. Mal force l'Opérateur à regarder le message. Ce dernier décide alors de les laisser s'enfuir, après que le message a été diffusé sur tous les réseaux de la galaxie.