Zwei Tage vor dem US-amerikanischen Unabhängigkeitstag tauchen 30 Kilometer große außerirdische Raumschiffe über allen Metropolen der Erde auf. Der Satellitenempfang überall auf der Welt ist gestört, Panik und Unsicherheit brechen aus. Im Orbit schwebt ein riesiges Mutterschiff, das ein Viertel der Größe des Mondes hat.

US-Präsident Thomas Whitmore hofft, mit den Fremden friedliche Beziehungen herstellen zu können, aber der Funktechniker David Levinson entdeckt, dass die Satellitenstörungen durch einen geheimen Code verursacht werden, einen Countdown der Aliens, mit dem sie ihre Schlachtpläne koordinieren. Gerade noch rechtzeitig kann er seine Ex-Frau Connie, Whitmores Pressesprecherin, warnen und mit den anderen fliehen, bevor das Weiße Haus mit dem Rest von Washington, D. C. in Schutt und Asche gelegt wird. Wenig später sind alle Hauptstädte der NATO und ihrer Alliierten zerstört. Versuche, die Angreifer mit konventionellen und nuklearen Waffen anzugreifen, scheitern an der überlegenen Schutzschildtechnik der Außerirdischen.

Auf der – zur Überraschung aller Beteiligten tatsächlich existierenden – Geheimbasis Area 51 rüsten Wissenschaftler und Militärs unter der Führung Whitmores zum Gegenschlag: Levinson als genialer Satellitentechniker und Steven Hiller als kaltschnäuziger Marine-Pilot brechen zu dem legendären UFO von Roswell auf. Dieses abgestürzte Raumschiff (3 Aliens) wurde in einem Atomwaffenbunker untergebracht und mehr als 50 Jahre erforscht, ohne die Technologie zu verstehen. Der leitende Wissenschaftler Dr. Okun sagt, nach dem der Präsident eingetroffen ist, sinngemäß: „Wir haben in den letzten Tagen mehr erfahren über die Technik des Raumschiffes, als die letzten 50 Jahre zusammen“. Ihr Ziel ist das Mutterschiff der Aliens. Es soll zerstört werden, wobei gleichzeitig ein Computervirus in das Kommunikationsnetz der Tochterschiffe eingespeist werden soll, das die Schutzschilde aller Tochterschiffe lahmlegt. Auf der Erde organisiert Präsident Whitmore die größte Luftschlacht aller Zeiten. Auch der von seinen Stiefkindern entfremdete Ex-Pilot Russel Casse schließt sich dem letzten Aufgebot an. Auch Whitmoore selbst, der im Golfkrieg als Kampfpilot gedient hat, steigt in einen Kampfjet. Bei der Luftschlacht werden die meisten menschlichen Piloten jedoch nach kurzer Zeit vernichtet.

Hiller und Levinson gelingt es tatsächlich, in das Mutterschiff einzudringen, wo sie die Vorbereitungen für den Einsatz von Millionen von Fußsoldaten der Außerirdischen beobachten. Nachdem sie angedockt haben, übertragen sie erstaunlich problemlos das Virus. Die Schutzschilde aller Schiffe fallen aus, und die Raketen der Menschen gehen endlich ins Ziel. Der Sieg über das Schiff, das Area 51 angreift, gelingt jedoch erst, als sich Russel Casse für seine Kinder opfert und sich mit seinem Kampfjet und der an Bord verklemmten Rakete im Augenblick des Abschusses der Primärwaffe in den Strahlenwerfer fliegt, so dass das Tochterschiff praktisch von innen heraus explodiert. Hiller und Levinson schießen eine Atomrakete mit Verzögerungszünder in das Mutterschiff, und sie können nach einer abenteuerlichen Verfolgungsjagd daraus fliehen. Sie landen auf dem großen Salzsee vor Area 51. Am Ende des Filmes fahren Hillers und Levinsons Familien mit dem Präsidenten den beiden Piloten entgegen und beobachten freudestrahlend, wie die Trümmer des Mutterschiffs in der Atmosphäre verglühen.