2017- L'histoire se déroule autour d'un vaisseau d'exploration de classe moyenne, nommé l'USS Orville, et de son équipage. Au 25e siècle, la Terre fait partie de l'Union Planétaire : une civilisation étendue, avancée et surtout pacifique, possédant une flotte de 3.000 vaisseaux. Parmi eux, le Orville, un vaisseau spatial dirigé par le capitaine nouvellement nommé Ed Mercer. Celui-ci se fait imposer comme second son ex-femme, qu'il tentait d'oublier depuis leur rupture. ...
"Un bon million de questions, mais je ne vais pas les poser."
Ed est promu Commandant du vaisseau Orville. Il fait connaissance avec son équipage. Mais l'Amiral lui annonce que son Premier officier, nommé peu après le départ du vaisseau, n'est autre que son ex. Ils doivent apporter des provisions sur la station scientifique Epsilon 2.