地球并不只是人类的天下，其实有1500名外星人生活中我们当中，而星际移民局则处理和外星人相关的事情。
纽约普通警察爱德华兹（威尔·史密斯 饰）因缘际会之下加入了这一组织，成为MIB的一员，代号J，从此没有名字、没有身份，成为特警K（汤姆·李·琼斯 饰）的搭档。
J应对的 第一起事件就是虫族的入侵。亚基伦王子罗斯伯在地球被虫族杀害，而他随身携带的“银河系”——宇宙次原子能源的最好来源也失踪了，若虫族找到，将给亚基伦人带来毁灭性的打击；亚基伦人发出最后通牒，如果地球人不能在一个小时之内交出“银河系”，他们就摧毁地球。
为了地球的安全，K和J不得不挺身而出。

地球的上空突然出现了十二架贝壳状的不明飞行物，悬浮在十二个不同的国家的上空，外星人向人类发出了讯号，但人类却并不能够解读。美国军方找到了语言学家路易斯（艾米·亚当斯 Amy Adams 饰）和物理学家伊恩（杰瑞米·雷纳 Jeremy Renner 饰），希望两人能够合作破解外星人的语言之谜。经过数次的接触，路易斯发现外星人使用了一种极为特殊的圆环状的文字，并逐渐了解了其中的奥妙。由于一直无法确定外星人来到地球的真正目的，中国、俄罗斯等四国决定对外星人发起进攻，美方亦决定放弃研究将全部人员撤离，在这个节骨眼上，路易斯终于明白了外星人的意图，利用外星人赋予她的特殊的“武器”，路易斯以一人之力改变了未来。

小埃利奥特（亨利托马斯）发现一个意外走失的小外星人，他悄悄的收留了小外星人，并把他介绍给自己的哥哥和妹妹。孩子们与外星人友好的相处，给他吃巧克力，带他去郊外寻找家人留下的痕迹，并为小外星人的种种特异功能兴奋不已。渐渐的埃利奥特与外星人之间形成了某种奇妙的联系，跨越了言语沟通的障碍。
可是不久，外星人的存在被大人们知晓，无情的追捕行动展开了。ET被抓进实验室，小埃利奥特也一病不起。孩子们愤怒了，他们自发组织起来，营救外星人。埃利奥特也在心灵的感召下苏醒过来，加入营救行动。他们能成功么？

未来某年的7月2日，美国各地的监视站发现一艘直径达数百英里的巨大飞船接近了地球。飞船发出的无线电信号干扰了地球的通信卫星信号，并放出了多艘直径达15英里的子飞船飞抵地球上各大城市的上空。外星飞船敌友未明，人们陷入了恐慌和迷惑。
电脑工程师戴维（杰夫•戈德布拉姆 饰）破译出外星人发出的无线电信号，其实是攻击的倒计时信号，他设法通知了前妻，总统的助理康妮，但是为时已晚，7月3日，外星人的飞船开始攻击地球，人类文明瞬间遭到巨大的打击和灾难。总统（比尔•普尔曼 饰）等人撤离到军事基地，指挥空军反击，却犹如以卵击石，毫无作用，军事基地也被摧毁，唯有飞行员史蒂文（威尔•史密斯 饰）设法诱使一架外星人战斗飞艇坠毁。
幸存者们逃到了秘密军事基地，在那里，科学家们一直在研究一艘50多年前坠毁的外星飞艇，致力于找出对付外星人的办法，那里也是人类最后的希望……

NASA在2005年的时候发现了一个太阳系外的类地行星，并判断其上可能存在智慧生命。为了能与外星智慧生物接触，NASA启动“灯塔计划”，在夏威夷启用深空通信阵列基地，向其发射高功率信号进行试探。几年后，外星飞船不期而至。身处夏威夷的太平洋联合海军演习舰队受命进行接触。男主角海军中尉阿历克斯（泰勒·克奇 Taylor Kitsch 饰）所在的导弹驱逐舰及其他两艘军舰被作为侦查小队，受命接触外星舰船。却因此受到攻击，损失惨重。由于外星舰船展开的护盾原因，联合舰队的其他舰船无法实施支援，完全只能靠自己苦苦支撑。最后，三艘现代舰船被全部摧毁。由于无船可用，但是又必须摧毁被外星人占领的通讯站，只能启用被改为海上博物馆的密苏里号战列舰进行最后的攻击。二战时期的王牌战列舰对阵外星高科技舰船，谁能胜出？地球的命运到底如何？