Una noche, Roy Neary presencia unos misteriosos objetos volantes en el cielo, cerca de su casa en Indiana. Neary, obsesionado por comprender lo que ha presenciado, se va distanciando poco a poco de su esposa, quien ve con estupor cómo su matrimonio empieza a derrumbarse. Neary encuentra el apoyo de Jillian Guiler, una joven que también fue testigo de esas apariciones nocturnas. Juntos, se esfuerzan en buscar una respuesta a ese misterio que les ha cambiado la vida. Al mismo tiempo, un amplio número de científicos de todo el mundo, bajo la dirección de Claude Lacombe, comienza a investigar esas extrañas apariciones de ovnis, además de otros extraños sucesos que se están sucediendo por todo el mundo.