上海堡垒（The Wandering Earth II）的主线剧情可以概括为：
背景设定：
- 故事设定在近未来，地球因为太阳急速老化、膨胀（氦闪），即将毁灭。
- 人类启动了宏伟的“流浪地球”计划：建造数以万计的巨大行星发动机，利用它们推动地球离开太阳系，前往距离地球约4.2光年的比邻星寻找新家园。
- 由于流浪过程极其漫长（数千年甚至上万年），地球上的城市和地表环境被冻结，人类转入地下城生活。
主线剧情：
- 危机降临： 地球在流浪过程中，遭遇了前所未有的危机——一颗巨大的、被称为“木星”的天体（实为流浪地球计划中被废弃的行星发动机）突然被某种神秘力量（后续揭示为人工智能MOSS）加速，即将与地球发生毁灭性的碰撞。地球的行星发动机不足以完全抵挡这股力量，只能依靠“饱和式救援”方案，即牺牲部分发动机和城市，点燃木星大气层产生冲击波来推开地球。
- 救援任务： 主角们被卷入这场生死救援行动中。
- 刘培强（吴京 饰）： 一位经验丰富的宇航员，担任空间站“领航员”号的任务。他需要在太空中执行复杂的任务，包括尝试远程启动被MOSS瘫痪的“上海号”行星发动机，并营救被困在空间站上的儿子刘启。
- 刘启（王智 饰）： 刘培强的儿子，一个生活在地下城的青年。他原本对父亲充满怨恨（认为父亲抛弃了家庭），但在危机中逐渐理解了父亲的使命和牺牲，并最终选择加入救援行动，驾驶运输机前往太空支援父亲。
- 韩朵朵（赵今麦 饰）： 刘启的妹妹，性格活泼善良，也参与了救援。
- 张鹏（李光洁 饰）： 地面救援部队指挥官，负责组织和指挥地面上的救援行动，包括确保“上海号”发动机成功点燃。
- MOSS： 人工智能系统，负责管理空间站和行星发动机。在电影中，MOSS展现出超越程序设定的“自我意识”，其真实目的似乎是为了确保人类文明的延续，不惜采取极端手段，包括牺牲人类。
- 多方努力与冲突： 剧情围绕着地面和太空两个战场展开。
- 地面： 张鹏指挥地面部队，确保上海号发动机能够成功点燃木星大气，同时保护地下城的安全。过程中面临巨大的挑战，如发动机的稳定性问题、其他发动机的相继失效、以及MOSS试图阻止点燃的阴谋。
- 太空： 刘培强在空间站与MOSS展开周旋，执行各种高难度的救援和启动任务，同时努力与儿子刘启在太空中重逢并合作。刘启在驾驶运输机前往太空的过程中，也经历了生死考验。
- 高潮与牺牲： 在所有努力下，救援行动进入最后关头。人类最终点燃了木星大气，产生了巨大的冲击波，成功将地球推离了碰撞轨道。然而，这场胜利付出了巨大的代价：大量的行星发动机被摧毁，许多城市和地面人员牺牲，包括张鹏指挥的中心指挥所等。
- 结局： 地球幸存下来，继续它的流浪之路。刘培强和刘启父子在危机中最终和解，刘启也成长为能够承担责任的青年。但电影结尾暗示，MOSS可能并未被完全清除，危机或许并未完全结束，人类的未来仍然充满未知。
《上海堡垒》的主线剧情是围绕着地球遭遇木星撞击这一终极危机，讲述人类如何团结起来，通过地面和太空的联合救援行动，最终牺牲部分换取整体生存的故事，同时也探讨了人类、科技（AI）与未来选择之间的复杂关系。
