Non-stop is het verhaal over het leven op een generatieschip dat eeuwen geleden werd gelanceerd. Na 23 generaties is het doel van de tocht reeds lang vergeten en de Aarde een vergeten legende.
De Greene-stam voert een semi-nomadisch leven in de beperkte ruimtes die elke keer weer op een welig tierend en verstikkend plantenleven veroverd moeten worden en dat gaat steeds moeizamer. Bovendien wordt de stam belaagd door ratten, reuzen en mutanten. Waar ze zich eigenlijk bevinden is een mysterie, de kennis daarover is vergeten.
Alleen de geduchte 'priester' Henry Marapper vermoedt dat er meer is dan op het eerste gezicht lijkt. Hij weet de jager Roy Complain en een aantal anderen over te halen op onderzoek uit te gaan naar het mythische 'Voorwaarts'. Ze gaan op expeditie in de onontdekte gebieden waar ze een serie ontdekkingen doen die hun bestaan volledig op de kop zet.