2077年，杰克·哈勃（汤姆·克鲁斯饰）的世界是分崩离析的。

70年前，神秘外星人的入侵，从毁灭地球的卫星月球开始。人类孤注一掷的使用了最后的*手锏——核武器，结果自然不言而喻，地球几乎被毁掉了，人类再无宜居之处。

为了生存和繁衍，幸存者背井离乡移民土星最大的卫星泰坦星（木卫六）。在被人类“废弃”的地球上，哈珀与维卡（安德丽亚·瑞斯波罗格饰）守护着为人类提供能源的水源转换平台，接受太空中巨大的三角状指挥中心“泰特”的指令。

然而，在哈珀无法踏入的辐射区中，依然有残存一定数量的外星生命体，不断尝试破坏由无人机守护的吸水平台，哈珀除了修复损毁的无人机、保护平台安全之外，还要面对这些神出鬼没的“入侵者”。

梦中屡次出现的女子，令哈珀数度被惊醒。那是外星人入侵之前的世界，他与她四目相对，却永远也无法靠近。直到他寻着神秘讯号，救下了一名从外太空返回地球的女子茱莉亚（欧嘉·柯瑞兰寇饰），她的容貌与他梦中一模一样。

当剧情不紧不慢的推进，男主哈珀心目中曾经熟悉的一切变得越来越模糊，直到他的被俘，谎言逐步被揭穿，真相浮出水面：

2017年，美国宇航员哈珀与英国宇航员维卡，驾驶“奥德赛”号飞船飞抵土卫六（泰坦星），被一个巨大的三角状外星物体“泰特”吸了进去。紧急时刻，哈珀将爱人茱莉亚等人的逃生舱推离飞船，驶向地球。

随后，“泰特”首先炸毁了月球，克隆了成千上万个哈珀与维卡，通过这些技艺精湛的克隆人和*人不眨眼的无人机消灭人类、占领地球，一场孤注一掷的核爆消灭了入侵的克隆人，却也毁掉了地球。

残存的人类在马尔科姆（摩根·弗里曼饰）带领下躲入地下，与外星人的无人机斗智斗勇。