Roy Neary, simple électricien, est le témoin d'un phénomène aérien inexpliqué qui va bouleverser son existence. Hanté par une image mentale récurrente, il se met en quête de réponses aux côtés d'autres témoins ayant vécu la même expérience. Pendant ce temps, des scientifiques du monde entier tentent de percer le mystère d'une série de manifestations extraterrestres inexpliquées. Les deux enquêtes convergent vers un rendez-vous d'une ampleur inédite entre l'humanité et une civilisation venue d'ailleurs.