Как следует из самого названия, фильм «Космические ковбои» разделяет продемонстрированную в «Изгое» ассоциацию американской мужской идентичности с прошлым Дикого Запада. Но если в «Изгое» были показаны современные условия постсоветской, капиталистической России (пусть поверхностно и уничижительно), то «Космические ковбои» в этом плане смотрели лишь в прошлое, как будто переняв эстафету у «Армагеддона» 1998 года. В аналогичной смеси комедии и приключенческого фильма «Космические ковбои» повторили формулу «Армагеддона», также выведя на экране неудачливую космическую команду, доказывающую свою храбрость. При этом российская тема была добавлена вскользь, в качестве дополнения. В период между фильмами «Армагеддон» и «Космические ковбои» имена сценаристов последнего (Говарда Клауснера и Кена Кауфмана) фигурировали только один раз: Кауфман принял участие в работе над «Маппет-шоу из космоса» (1999). И хотя многие критики высоко оценили темп и сдержанность режиссерского почерка Иствуда, этих качеств все же не хватило, чтобы спасти саму шаблонную историю.
В прологе к фильму, действие которого происходит в 1958 году, отважный космический полет напоминает о высокотехнологичном мачизме «Топ Гана», знакомя зрителей с героями – четырьмя первоклассными пилотами военно-воздушных сил, которые рассчитывают стать первыми американцами в космосе, но не ожидают, что в итоге их заменит шимпанзе. Сорок лет спустя НАСА связывается с лидером группы Фрэнком Корвином (Клинт Иствуд), когда российский спутник, использующий разработанную им систему наведения, угрожает врезаться в земную атмосферу. Вместо того чтобы согласиться научить молодых людей, как исправить устаревшую систему, Корвин шантажирует своего старого врага, бюрократа Боба Гереона (Джеймс Кромвелл), и добивается отправки в космос семидесятилетних членов бывшей команды «Дедал» (это имя, возможно, намекает на то, что более молодые астронавты неизбежно погибли бы, подобно Икару, в стремлении совершить подвиг). Большая часть фильма посвящена тридцатидневной подготовке Корвина, полковника в отставке Хоука Хоукинса (Томми Ли Джонс), штурмана Танка Салливана (Джеймс Гарнер) и инженера Джерри О’Нила (Дональд Сазерленд). Хоукинс в свободное время вступает в романтические отношения с директором миссии НАСА Сарой Холланд (Марша Гей Харден), а О’Нил достигает взаимопонимания с доктором Энн Карузерс (Блэр Браун). Оказавшись в космосе, Корвин понимает, что русские модифицировали спутник в носитель ядерного оружия, и отказывается его чинить. Когда подчиненный Гереона Итэн Глэнс (Лорен Дин) берется за эту работу, включается механизм самообороны платформы, убивающий его, вызывающий хаос на космическом челноке и угрожающий Соединенным Штатам ядерными ракетами. В то время как Хоукинс, зная, что у него рак в последней стадии, доставляет на Луну боеголовки, Корвин совершает нечто неслыханное: на поврежденном космическом челноке он с помощью ручного управления возвращает команду «Дедал» на Землю.