Ученый, чью работу часто ставят на грань риска, оказывается на грани гибели. Спасти его могут лишь рискованное вмешательство и точное решение специалистов, но обычная нейрохирургическая операция едва ли даст положительный исход. Поэтому появляется необычный план: погружение в организм в миниатюрном формате как внутренняя экспедиция. Специальная крошечная подводная капсула, управляемая командой врачей‑учёных, уменьшается до размеров молекулы и вводится в кровоток через микрошприц. Задача экспедиции — добраться до центрального узла мозгового кровообращения и ликвидировать тромб, который лишает мозг необходимого притока крови. Путь их — беспрецедентное путешествие внутри тела, где каждый шаг может стать последним. Время рейса строго ограничено: минуты на исход дела, каждая минута может значить жизнь или смерть пациента. В этом фантастическом путешествии наука и инженерия пытаются обойти естественные барьеры, чтобы вернуть человеку шанс на будущее — если удастся точно развернуть поток крови и освободить сосуды от блокады.
Когда снимали сцену, в которой главные герои отдирают антитела от героини Рэкел Уэлч, режиссёр Ричард Флейшер (1916-2006) велел актёрам отдирать все «антитела», которые только попадутся. Те, будучи джентльменами, начали избегать «антител», расположенных на груди актрисы. Флейшер обратил на это внимание актёров и распорядился снять ещё один дубль, и тут уже все актёры наперебой потянулись к груди актрисы. В конце концов Флейшер понял, что сцену придётся тщательно отрабатывать и продумывать, кто и что будет отдирать от актрисы в какой момент и в какой последовательности. Этот дубль с заранее отработанными движениями актёров и вошёл в фильм.
Сцены, в которых герои выбираются из подводной лодки и плывут, снимали в павильонах, где актёры были подвешены на тросах. Чтобы у зрителя создалось впечатление, что он наблюдает за тем, как герои плывут, преодолевая сопротивление окружающей среды, снимали эти сцены на увеличенной скорости, а воспроизвели затем на нормальной.
К Айзеку Азимову (1920-1992) обратились с просьбой написать роман на основе сценария. Писатель сценарий прочёл и заявил, что в нём слишком много «дыр». Получив разрешение писать роман именно так, как считает нужным, он уселся за работу, а учитывая задержки в съёмках и скорость, с которой Азимов работал, роман вышел в свет даже раньше фильма.