故事就是基于中国航天局和美国国家航空航天局（NASA）共同合作的一个火星计划，人类开始了对火星的载人探测任务。

一艘由中美两国宇航局成员组成的团队，乘坐着“战神三号”顺利登陆火星。

然而，在执行任务的第六天，一场突如其来的巨大火星风暴打破了计划。

在紧急撤离过程中，中国宇航员马克（刘业）被天线击中，生命信号中断，队友们误以为他已牺牲，被迫将其遗留在火星上。

但马克奇迹般地活了下来，他发现自己的补给仅能维持约31天，而下一批火星任务要四年后才会抵达。

面对这颗红色荒漠星球，他唯一的出路就是依靠自己的智慧活下去。

跟原版一样，故事中马克的设定就是一名植物学家（农业学家）和机械工程师，他决定跟火星来一场不是你死就是我活的过家家游戏。

他首先要解决的是食物问题。

马克将居住舱改造为温室，利用火星土壤、人类的粪便等自制肥料和幸存的地球土豆，成功在火星上种植出了作物。这是他能够长期生存下来的关键。

马克找到了多年前登陆火星的“探路者号”探测器，并修复了它。

他通过让探测器的摄像头旋转不同角度来对应字母，以此方式与地球上的指挥中心建立了初步联系。

之后，指挥中心成功入侵了火星车系统，使马克能够与地球进行文字交流。

马克的土豆农场因栖息舱爆炸而全部毁坏。

而指挥中心发射的补给火箭也因未充分测试而发射失败。

关键时刻，中国国家航天局拿出了秘密研究的“金乌”火箭助推器，为救援带来了转机。

在地球上，指挥中心在发现马克生还后，也迅速展开了营救行动。

整个行动成为了全球关注的焦点，最终演变成时间和技术的赛跑。

为了突出中国，林枫还加入和中国全产业链组织协作生产火箭的剧情。

同时，正在返回地球的“天穹号”飞船上的队友们在得知指挥中心的保守方案后，决定冒险采用一位天体动力学家里奇提出的激进方案——利用地球引力弹弓效应，让飞船调头返回火星。