La Doctora Mary Kendricks (Kristen Ritter) es una ingeniera aerospacial brillante que, además, lidera un grupo de científicos de la NASA en una misión de exploración espacial. Sin embargo, no todo es color de rosas. 'Mission Control' está ambientada en la década de los 60, donde todavía estaba mal visto que las mujeres tomarán las riendas de algo, por pequeño que fuera. Rodeada de astronautas y un equipo de 'nerds' a su cargo, Mary se verá envuelta en una complicada situación.
Además, la llegada de Tom (Tommy Dewey), un reconocido expiloto, no ayudará en su tarea cuando la confunde nada más llegar con una secretaria. Sin embargo, esta situación solo será al principio. Al fin y al cabo todos buscan lo mismo: conseguir que el hombre pise la luna por primera vez.
'Mission Control' cuenta en su reparto con Krysten Ritter como Mary, Julie Meyer como Carol Ann, Eric Nenninger como Gordie, Malcolm Barrett como Arthur, Jonathan Slavin como Kriegel, Michael Rosenbaum como Bus y Tommy Dewey como Tom.
