Em 2417, a União Planetária promove Ed Mercer para capitão da nave exploratória USS Orville. Ed está entusiasmado com sua nova posição, é ressabiado, quando sua ex-esposa, Kelly, Grayson, é designada para ser seu Pimeiro Oficial. Durante sua primeira missão de rotina, a tripulação da Orville é emboscado pelos Krill, uma terrível raça alienígena, que está empenhada em roubar um dispositivo que pode causar uma aceleração do tempo.