Ed Mercer es protagonista de esta historia de ciencia ficción. Ed es un oficial muy prometedor de la Unión Planetaria. Felizmente casado con su esposa Kelly, el oficial goza de una vida plena y alberga enormes esperanzas de lograr una gran carrera profesional muy rápido. Su objetivo, de hecho, es el de comandar su propio crucero antes de cumplir los 40 años. Sin embargo, un revés personal hará que todo cambie para siempre.
Un día encontrará a Kelly siéndole infiel con un extraterrestre y desde ese momento todo irá a peor. En tan solo un año, sus aspiraciones han caído por completo, su comportamiento ha dejado de ser tan ejemplar y está cerca de perder su futuro. Así las cosas, cuando todo parecía roto, a Ed se le informa de que la Orville, una nave de exploración de nivel medio, necesita un nuevo capitán ya que el anterior se acaba de jubilar.
De esta forma, en la primera temporada de 'The Orville', Ed se embarca entusiasmado a bordo de la nave. Pero su alegría durará poco, pues pronto descubrirá que la primera oficial no es otra que su exmujer. En realidad, fue ella quien apostó por él y le consiguió el puesto en secreto porque se lo merecía, pero no quiere que Ed lo sepa. En cualquier caso, tras la evidente tensión inicial, Ed y Kelly deciden dejar de lado sus diferencias y trabajar juntos como un equipo.
Junto a ellos, la tripulación de la Orville está compuesta principalmente por la doctora Claire Finn, el teniente Gordon Malloy, el teniente comandante Bortus, la teniente Alara Kitan, el teniente comandante John LaMarr y el científico Isaac.
Este variopinto equipo deberá hacer frente a múltiples amenazas a medida de van consolidando sus relaciones interpersonales. El espacio exterior es un lugar muy peligroso y las misiones no dejarán de llegarles una detrás de otra. Nada más comenzar su viaje, la Orville es atacada por una especie alienígena que pretende arrebatarles un artefacto que sirve para viajar en el tiempo. Poco después, los propios Ed y Kelly son secuestrados en una simulación de su antigua vida, obligando al resto de la tripulación a emprender una misión de rescate.
En otras misiones deberán hacer frente a los peligrosos Krill, ayudar a naves a la deriva, intermediar en tratados de paz o explorar planetas desconocidos, uno de ellos muy similar a como era la Tierra en el s.XXI. Pero, por encima de todo, los miembros de 'The Orville' deberán aprender a convivir y a reconducir sus vidas y sus relaciones amorosas y de amistad.