Sarah es una astronauta francesa que se entrena en la Agencia Espacial Europea en Colonia. Es la única mujer dentro del exigente programa. Vive sola con Stella, su hija de siete años. Sarah se siente culpable por no poder pasar más tiempo con la niña. Su amor es abrumador, inquietante. Cuando Sarah es elegida para formar parte de la tripulación de una misión espacial de un año de duración llamada Proxima, se produce el caos en la relación entre madre e hija.
Desde Claire Denis (High Life, 2018) hasta James Gray (Ad Astra, 2019), estamos presenciando un renacimiento de las películas espaciales, pero ahora desde un punto de vista más íntimo. Proxima participa en esta corriente, excepto que deja de pisar suelo. Su segunda originalidad radica en su heroína, astronauta y madre. Sarah (Eva Green) está a punto de irse por un año a una galaxia muy lejana. Ella se regocija, pero esto no es fácil para ella y para su hija, Stella, de 8 años, con quien vive sola. Sarah debe familiarizarse con la separación y organizarse. Afortunadamente, el padre, conciliador, cuidaría de la niña.