El Capitán Malcom Reynolds es un veterano de la Guerra Civil Galáctica que luchó en el bando perdedor (los Independentistas o Browncoats) contra el gobierno de la Alianza. Lidera la nave de transporte Serenity junto a su pequeña tripulación, que son lo más cercano a una familia que tiene. Juntos se dedican a cometer pequeños robos por encargo, con el simple objetivo de mantener a la Serenity volando, intentando mantener alejados a los agentes de la Alianza.
Su situación se complica al cobijar a bordo al doctor Simon Tam y su inestable hermana River, fugitivos de la Alianza, que persigue a la joven tras ser liberada de un programa de experimentación en el que participaba. Temiendo que la chica pueda llevar consigo secretos del programa y del gobierno, envían a un implacable agente con el único fin de recuperar a River. La tripulación deberá enfrentarse ahora a la Alianza cara a cara, sin saber que su mayor peligro puede estar ya a bordo con ellos.