Radioastronome Ellie (Jodie Foster) wijdt haar hele leven aan haar zoektocht naar buitenaards leven. Op een dag vangt ze een signaal op.
Ellie is van kinds af aan al geïntrigeerd door de vraag of er alleen op aarde mensen leven. Haar hele leven wijdt zij aan de zoektocht naar zogenaamd intelligente radiosignalen vanuit de ruimte. Als ze een signaal opvangt van de ster Vega, breekt de hel los. Alle landen verenigen zich om de boodschap te ontcijferen en de bevolking kijkt met een hoop vrees, emotie en fanatisme toe. De signalen vormen een blauwdruk voor een ruimtevaartuig, waarmee een reis naar het hart van de ruimte mogelijk lijkt. Samen met Palmer Joss probeert Ellie de betekenis van de boodschap te doorgronden, maar tegelijkertijd worstelen beiden met hun uiteenlopende geloofsovertuigingen.