В апреле 2003 года заядлый альпинист Арон Ральстон отправляется в поход в национальный парк Каньонлендс штата Юта. Опытный путешественник, он никому не рассказывает о том, куда идет. По дороге Арон встречает двух молодых туристок, Кристи и Меган, и решает показать им подземный бассейн, прежде чем девушки отправляются домой. После расставания Арон продолжает свой путь через каньон Блю Джон. Во время подъема он случайно отпускает руку и падает, ударившись о валун, который прижимает его правую руку и запястье к стене.

Арон пытается сдвинуть валун, но тот слишком тяжел и не двигается с места. Ральстон пытается докричаться до помощи, но вскоре понимает, что он в каньоне совсем один. Через некоторое время он начинает записывать видеодневник, используя свою видеокамеру для поддержания морального духа. В то же время он пытается постепенно сточить придавившую его часть валуна карманным ножом.

В течение следующих пяти дней Арон откладывает оставшуюся у него еду и 150 миллилитров воды. Ночью изо всех сил пытается согреться, а под утро ему приходится пить свою мочу, поскольку вода заканчивается. В тщетной попытке поднять валун, он конструирует шкив с помощью альпинистской веревки, но это не помогает.

В течение нескольких дней Арон впадает в отчаяние и начинает галлюцинировать о том, что он сделал, если б смог освободиться. Эти мечты возвращают его в жажду к жизни, но чтобы выбраться из западни, Арону предстоит пережить нечто намного более страшное, чем все, что он испытал до этого.

Сюжет фильма основан на книге «Между скалой и камнем»,  автобиографии американского альпиниста Арона Ралстона, написанной в 2004 году. В ней подробно излагается инцидент, произошедший с ним в 2003 году, когда Ралстон оказался придавлен камнем во время своего путешествия по каньону Блю Джон и не мог выбраться из ловушки в течение пяти дней.

Режиссер фильма Дэнни Бойл хотел снять фильм об испытании Ральстона на протяжении четырех лет; он и Саймон Бофой написали сценарий картины. Бойл описывает «127 часов» как «боевик с парнем, который не может двигаться». После успеха предыдущего проекта Бойла, «Миллионера из трущоб», ему захотелось сделать более камерный фильм, который был бы сосредоточен на одном герое. Также первоначально Бойл планировал снимать фильм без каких-либо диалогов. Основным рефренсом к картине был фильм Даррена Аронофски «Рестлер».

Вместе с Джеймсом Франко, исполнителем главной роли, Бойлом было решено снимать фильм долгими сменами, чтобы реалистичнее изобразить утомленность персонажа. Чтобы не изматывать съемочную группу, Бойл даже нанял двух операторов, которые работали посменно и оба сняли по 50% фильма. Позже Франко признавал, что съемки в фильме были чрезвычайно тяжелыми физически. Это было для него не актерской игрой, а практически полноценным человеческим опытом.

В реальности Ральстон тоже записывал себя на видеокамеру во время происшествия. Он не показывал получившиеся записи никому, кроме ближайшего круга своей семьи, однако перед съемками все же показал видео Дэнни Бойлу и Джеймсу Франко.

Фильм снимался как в том самом каньоне Блю Джон, именно в том месте, где был пленен реальный Ральстон, так и в съемочном павильоне. Декораторы выстроили полную копию того ущелья, где он застрял.

Вскоре после выхода из госпиталя реальный Ральстон тоже женится и заводит ребенка. Именно он и его семья показаны в конце фильма.

Сцены в начале фильма, когда Ральстон показывает туристкам бассейн, были изменены. На самом деле он просто показал им некоторые основные приемы альпинизма. Несмотря на эти изменения, которые не нравились Ральстону, он утверждает, что остальная часть фильма «столь точная, что близка к документальному фильму».