Бывший морской пехотинец Джек Харпер (Том Круз) и офицер связи Виктория живут на станции наблюдения и управления, расположенной на вершине высокой башни. Шестьдесят лет назад произошло инопланетное вторжение, которое земляне отбили, используя ядерное оружие, однако в результате была частично разрушена Луна, а все земные города уничтожены. Земляне эвакуировались со ставшей непригодной для жизни планеты на гигантскую космическую станцию «Тет», а с неё — на спутник Сатурна Титан; на Земле остались только гигантские башни-станции по сбору морской воды, подверженные постоянным нападениям со стороны остатков инопланетных сил вторжения. Станции охраняются вооружёнными летающими дронами; в обязанности Джека, имеющего позывной «Техник-49», входит восстановление работоспособности повреждённых дронов, в то время как Виктория наблюдает за перемещениями дронов и поддерживает связь с находящейся на «Тете» Салли — руководителем миссии, — осуществляющей непосредственное управление дронами. До конца миссии Виктории и Джека осталось всего две недели, после чего они должны будут присоединиться к выжившей части человечества на Титане.
Память Джека и Виктории была стёрта пять лет назад, чтобы предотвратить утечку важной информации в случае, если они попадут в руки находящихся на Земле инопланетных сил. Однако Джеку, несмотря на это, постоянно снится один и тот же сон, в котором он видит себя с какой-то незнакомкой в Нью-Йорке до вторжения.
Отправляясь на вылазку для восстановления двух подбитых инопланетянами дронов, Джек обнаруживает, что из первого из них кто-то извлёк источник питания. Пеленгуя радиомаяк второго дрона, он спускается в помещение библиотеки, где подбирает книгу стихов Томаса Маколея «Песни Древнего Рима». Оказывается, что дрона в библиотеке нет — его радиомаяк был использован, чтобы заманить Джека в засаду. Однако подоспевший на помощь первый дрон помогает Джеку отбиться от нападавших.
Ночью Джек и Виктория просыпаются от далёкого взрыва: одна из станций водозабора была уничтожена. На утреннем сеансе связи Салли строго отчитывает своих подчинённых.
Виктория пеленгует странный сигнал, направленный в космос. Сигнал содержит закодированные координаты, указывающие на квадрат 17. Джек отправляется к месту расположения запеленгованного передатчика и оказывается у развалин Эмпайр-стейт-билдинг. Найдя передатчик, Джек отключает его, после чего скрывается от наблюдения Виктории, чтобы отправиться в своё секретное убежище — хижину, которую он построил в небольшом не затронутом ядерными ударами зелёном уголке и обставил собранными в его вылазках предметами из мирной жизни.
Отдыхая, он внезапно замечает спускающийся с неба космический корабль. Следуя на своём летательном аппарате к месту его падения, Джек оказывается в квадрате 17. Корабль разрушился при посадке, однако анабиозные капсулы уцелели, и в одной из них Джек обнаруживает ту самую незнакомку из его снов. Подоспевшие дроны расстреливают выживших космонавтов, однако Джек закрывает незнакомку собой, и дрон, потеряв цель, улетает.
Джек привозит капсулу на станцию, где при помощи Виктории выводит незнакомку из анабиоза. Отойдя от многолетнего сна, она вдруг называет Джека по имени. Виктория предлагает дождаться утреннего сеанса связи с Салли и получить дальнейшие инструкции, но незнакомка настаивает на немедленном возвращении к месту крушения, чтобы найти и забрать бортовой регистратор корабля — исследовательского корабля NASA «Одиссей». Джек соглашается с её планом, однако, найдя искомое, они попадают в устроенную на них засаду. Джек успевает отдать своему летательному аппарату команду на автоматическое возвращение на станцию, после чего теряет сознание.
Джек считает, что попал в плен к инопланетянам, но оказывается, что на самом деле это группа уцелевших в войне людей во главе с Малкольмом Бичем (Морган Фриман). Малькольм объясняет, что они как раз и являются уцелевшей частью человечества, а работой Джека и Виктории на самом деле руководят инопланетяне; водозаборная станция была уничтожена повстанцами при помощи бомбы, сделанной из источника питания дрона. Джек отказывается верить его словам, и Малкольм предоставляет Джеку и незнакомке свободу, рекомендуя им отправиться в запретную зону, которую навигационная система Джека характеризует смертельным уровнем радиации, где тот сможет лично убедиться в правоте слов Малькольма.
Джек и незнакомка добираются до развалин Эмпайр-стейт-билдинг, где Джек использует ранее отключенный им передатчик, чтобы отправить сигнал Виктории. Виктория принимает переданное азбукой Морзе сообщение и отправляет к ним летательный аппарат. Ожидая его прибытия, Джек разговаривает с незнакомкой, которая рассказывает ему о себе; оказывается, что она — его жена, Юлия. Джек внезапно вспоминает, как он признался ей в любви на смотровой площадке Эмпайр-стейт-билдинг — на том же самом месте, где они стоят сейчас. Юлия предъявляет подаренное Джеком обручальное кольцо, и он осознаёт, что всё сказанное ею — правда. Джек обнимает Юлию; эту сцену через камеры прибывшего летательного аппарата наблюдает Виктория.
Джек и Юлия возвращаются на наблюдательную станцию; Виктория, ревнуя Джека, отказывается открыть для них вход и рассказывает Салли о нарушении Джеком субординации. Находящийся на станции частично неисправный дрон, которого Джек ещё не закончил ремонтировать, активируется и убивает Викторию, после чего атакует Джека, но Юлия успевает расстрелять дрона из пушек летательного аппарата.
Джек и Юлия покидают станцию, но на их перехват уже летят другие дроны. В ходе воздушного боя Джек сбивает всех дронов, но подбит и его летательный аппарат; Джек катапультирует кабину, которая приземляется на парашюте в запретной зоне. Придя в себя после жёсткой посадки, Джек понимает, что они живы — и, соответственно, никакой «смертельной радиации» в запретной зоне нет. Поднявшись на гребень дюны, он видит человека, пытающегося починить повреждённого в бою дрона; вступив с ним в противостояние, Джек обнаруживает, что человек как две капли воды похож на него самого, отличаясь только позывным — это «Техник-52». Джеку удаётся справиться с противником, но в ходе драки шальная пуля тяжело ранит Юлию.
Джек представляется летательному аппарату своего противника позывным «Техник-52», и тот подтверждает успешную авторизацию, тем самым убеждая Джека в мысли, что «Техник-52» — действительно его точная копия. Летательный аппарат доставляет Джека к станции наблюдения № 52 — копии его собственной станции № 49, только установленной на горном хребте. Там Джек встречает точную копию Виктории и понимает, что она — тоже клон. Забрав со станции универсальный медицинский прибор, Джек возвращается к Юлии и залечивает её рану.
Поняв, что Малькольм говорил правду, Джек и Юлия возвращаются к повстанцам. Малькольм рассказывает, что встреченный ими клон — лишь один из многих, которых инопланетяне использовали в своих целях; армия вторжения также целиком состояла из клонов Джека Харпера. Повстанцы планируют уничтожить «Тет» — корабль пришельцев — при помощи самодельной термоядерной бомбы, собранной из реактора «Одиссея» и десяти источников питания, снятых с подбитых повстанцами дронов; по их просьбе Джека программирует захваченного ими исправного дрона для доставки бомбы на «Тет».
Готовясь к его запуску, повстанцы открывают ворота базы; в это время базу атакуют дроны. В ходе перестрелки перепрограммированный Джеком дрон выведен из строя, повстанцы понесли серьёзные потери, а Бич смертельно ранен. Будучи единственным, кому подчиняется летательный аппарат пришельцев, Джек вызывается лично доставить бомбу на «Тет». Юлия просит Джека взять её с собой, чтобы погибнуть вместе со своим мужем, и он соглашается; Юлия укладывается в анабиозную капсулу.
Во время полёта Джек прослушивает запись речевого регистратора «Одиссея», которая помогает ему вспомнить всё, произошедшее с ним: он был капитаном «Одиссея», Виктория — его вторым пилотом, а Салли — руководителем миссии в Центре управления полётами. «Одиссей» был направлен исследовать неопознанный объект, который в дальнейшем станет известен как «Тет»; при приближении к объекту корабль испытал неожиданно сильное притяжение с его стороны, и Джек отстрелил жилые отсеки от командного модуля, чтобы позволить остальному экипажу спастись. Командный модуль был затянут внутрь «Тета», а жилая часть корабля автоматически вернулась на околоземную орбиту, где оставалась в течение многих лет, пока не получила посланный повстанцами сигнал — команду на приземление с указанием координат места посадки.
Подлетев к «Тету», Джек сообщает «Салли» — которая на самом деле является всего лишь аудиовизуальным образом, сгенерированным инопланетным разумом на основе записей сеансов видеосвязи «Одиссея» с Центром управления полётом, — что он доставил Юлию, и «Тет» впускает летательный аппарат внутрь. Внутри Джек видит огромное количество ячеек, в которых «вызревают» клоны — его и Виктории. Летательный аппарат приземляется рядом с огромным пирамидальным созданием — «мозгом» «Тета». Джек открывает привезённую им анабиозную капсулу, в которой оказывается смертельно раненый Бич, изъявивший желание погибнуть вместе с Джеком (Юлия тем временем просыпается и обнаруживает, что находится в хижине Джека). Джек цитирует строфу из найденной им в библиотеке книги — слова римского воина Горация: «И смерти нет почётней той, / Что ты принять готов / За кости пращуров своих, / За храм своих богов». Вместе с Бичем они приводят бомбу в действие. Повстанцы и Юлия наблюдают взрыв «Тета»; дроны на Земле, перестав получать команды с «Тета», отключаются.
Три года спустя Юлия живёт мирной жизнью в хижине Джека; у неё родилась дочь. К хижине выходят бывшие повстанцы, среди которых Юлия видит Джека-52: являясь клоном Джека-49 и, соответственно, обладая тем же самым складом ума, он догадался, какое место Джек-49 мог бы выбрать для постройки убежища.
Бывший морской пехотинец Джек Харпер (Том Круз) и офицер связи Виктория живут на станции наблюдения и управления, расположенной на вершине высокой башни. Шестьдесят лет назад произошло инопланетное вторжение, которое земляне отбили, используя ядерное оружие, однако в результате была частично разрушена Луна, а все земные города уничтожены. Земляне эвакуировались со ставшей непригодной для жизни планеты на гигантскую космическую станцию «Тет», а с неё — на спутник Сатурна Титан; на Земле остались только гигантские башни-станции по сбору морской воды, подверженные постоянным нападениям со стороны остатков инопланетных сил вторжения. Станции охраняются вооружёнными летающими дронами; в обязанности Джека, имеющего позывной «Техник-49», входит восстановление работоспособности повреждённых дронов, в то время как Виктория наблюдает за перемещениями дронов и поддерживает связь с находящейся на «Тете» Салли — руководителем миссии, — осуществляющей непосредственное управление дронами. До конца миссии Виктории и Джека осталось всего две недели, после чего они должны будут присоединиться к выжившей части человечества на Титане. Память Джека и Виктории была стёрта пять лет назад, чтобы предотвратить утечку важной информации в случае, если они попадут в руки находящихся на Земле инопланетных сил. Однако Джеку, несмотря на это, постоянно снится один и тот же сон, в котором он видит себя с какой-то незнакомкой в Нью-Йорке до вторжения. Отправляясь на вылазку для восстановления двух подбитых инопланетянами дронов, Джек обнаруживает, что из первого из них кто-то извлёк источник питания. Пеленгуя радиомаяк второго дрона, он спускается в помещение библиотеки, где подбирает книгу стихов Томаса Маколея «Песни Древнего Рима». Оказывается, что дрона в библиотеке нет — его радиомаяк был использован, чтобы заманить Джека в засаду. Однако подоспевший на помощь первый дрон помогает Джеку отбиться от нападавших. Ночью Джек и Виктория просыпаются от далёкого взрыва: одна из станций водозабора была уничтожена. На утреннем сеансе связи Салли строго отчитывает своих подчинённых. Виктория пеленгует странный сигнал, направленный в космос. Сигнал содержит закодированные координаты, указывающие на квадрат 17. Джек отправляется к месту расположения запеленгованного передатчика и оказывается у развалин Эмпайр-стейт-билдинг. Найдя передатчик, Джек отключает его, после чего скрывается от наблюдения Виктории, чтобы отправиться в своё секретное убежище — хижину, которую он построил в небольшом не затронутом ядерными ударами зелёном уголке и обставил собранными в его вылазках предметами из мирной жизни. Отдыхая, он внезапно замечает спускающийся с неба космический корабль. Следуя на своём летательном аппарате к месту его падения, Джек оказывается в квадрате 17. Корабль разрушился при посадке, однако анабиозные капсулы уцелели, и в одной из них Джек обнаруживает ту самую незнакомку из его снов. Подоспевшие дроны расстреливают выживших космонавтов, однако Джек закрывает незнакомку собой, и дрон, потеряв цель, улетает. Джек привозит капсулу на станцию, где при помощи Виктории выводит незнакомку из анабиоза. Отойдя от многолетнего сна, она вдруг называет Джека по имени. Виктория предлагает дождаться утреннего сеанса связи с Салли и получить дальнейшие инструкции, но незнакомка настаивает на немедленном возвращении к месту крушения, чтобы найти и забрать бортовой регистратор корабля — исследовательского корабля NASA «Одиссей». Джек соглашается с её планом, однако, найдя искомое, они попадают в устроенную на них засаду. Джек успевает отдать своему летательному аппарату команду на автоматическое возвращение на станцию, после чего теряет сознание. Джек считает, что попал в плен к инопланетянам, но оказывается, что на самом деле это группа уцелевших в войне людей во главе с Малкольмом Бичем (Морган Фриман). Малькольм объясняет, что они как раз и являются уцелевшей частью человечества, а работой Джека и Виктории на самом деле руководят инопланетяне; водозаборная станция была уничтожена повстанцами при помощи бомбы, сделанной из источника питания дрона. Джек отказывается верить его словам, и Малкольм предоставляет Джеку и незнакомке свободу, рекомендуя им отправиться в запретную зону, которую навигационная система Джека характеризует смертельным уровнем радиации, где тот сможет лично убедиться в правоте слов Малькольма. Джек и незнакомка добираются до развалин Эмпайр-стейт-билдинг, где Джек использует ранее отключенный им передатчик, чтобы отправить сигнал Виктории. Виктория принимает переданное азбукой Морзе сообщение и отправляет к ним летательный аппарат. Ожидая его прибытия, Джек разговаривает с незнакомкой, которая рассказывает ему о себе; оказывается, что она — его жена, Юлия. Джек внезапно вспоминает, как он признался ей в любви на смотровой площадке Эмпайр-стейт-билдинг — на том же самом месте, где они стоят сейчас. Юлия предъявляет подаренное Джеком обручальное кольцо, и он осознаёт, что всё сказанное ею — правда. Джек обнимает Юлию; эту сцену через камеры прибывшего летательного аппарата наблюдает Виктория. Джек и Юлия возвращаются на наблюдательную станцию; Виктория, ревнуя Джека, отказывается открыть для них вход и рассказывает Салли о нарушении Джеком субординации. Находящийся на станции частично неисправный дрон, которого Джек ещё не закончил ремонтировать, активируется и убивает Викторию, после чего атакует Джека, но Юлия успевает расстрелять дрона из пушек летательного аппарата. Джек и Юлия покидают станцию, но на их перехват уже летят другие дроны. В ходе воздушного боя Джек сбивает всех дронов, но подбит и его летательный аппарат; Джек катапультирует кабину, которая приземляется на парашюте в запретной зоне. Придя в себя после жёсткой посадки, Джек понимает, что они живы — и, соответственно, никакой «смертельной радиации» в запретной зоне нет. Поднявшись на гребень дюны, он видит человека, пытающегося починить повреждённого в бою дрона; вступив с ним в противостояние, Джек обнаруживает, что человек как две капли воды похож на него самого, отличаясь только позывным — это «Техник-52». Джеку удаётся справиться с противником, но в ходе драки шальная пуля тяжело ранит Юлию. Джек представляется летательному аппарату своего противника позывным «Техник-52», и тот подтверждает успешную авторизацию, тем самым убеждая Джека в мысли, что «Техник-52» — действительно его точная копия. Летательный аппарат доставляет Джека к станции наблюдения № 52 — копии его собственной станции № 49, только установленной на горном хребте. Там Джек встречает точную копию Виктории и понимает, что она — тоже клон. Забрав со станции универсальный медицинский прибор, Джек возвращается к Юлии и залечивает её рану. Поняв, что Малькольм говорил правду, Джек и Юлия возвращаются к повстанцам. Малькольм рассказывает, что встреченный ими клон — лишь один из многих, которых инопланетяне использовали в своих целях; армия вторжения также целиком состояла из клонов Джека Харпера. Повстанцы планируют уничтожить «Тет» — корабль пришельцев — при помощи самодельной термоядерной бомбы, собранной из реактора «Одиссея» и десяти источников питания, снятых с подбитых повстанцами дронов; по их просьбе Джека программирует захваченного ими исправного дрона для доставки бомбы на «Тет». Готовясь к его запуску, повстанцы открывают ворота базы; в это время базу атакуют дроны. В ходе перестрелки перепрограммированный Джеком дрон выведен из строя, повстанцы понесли серьёзные потери, а Бич смертельно ранен. Будучи единственным, кому подчиняется летательный аппарат пришельцев, Джек вызывается лично доставить бомбу на «Тет». Юлия просит Джека взять её с собой, чтобы погибнуть вместе со своим мужем, и он соглашается; Юлия укладывается в анабиозную капсулу. Во время полёта Джек прослушивает запись речевого регистратора «Одиссея», которая помогает ему вспомнить всё, произошедшее с ним: он был капитаном «Одиссея», Виктория — его вторым пилотом, а Салли — руководителем миссии в Центре управления полётами. «Одиссей» был направлен исследовать неопознанный объект, который в дальнейшем станет известен как «Тет»; при приближении к объекту корабль испытал неожиданно сильное притяжение с его стороны, и Джек отстрелил жилые отсеки от командного модуля, чтобы позволить остальному экипажу спастись. Командный модуль был затянут внутрь «Тета», а жилая часть корабля автоматически вернулась на околоземную орбиту, где оставалась в течение многих лет, пока не получила посланный повстанцами сигнал — команду на приземление с указанием координат места посадки. Подлетев к «Тету», Джек сообщает «Салли» — которая на самом деле является всего лишь аудиовизуальным образом, сгенерированным инопланетным разумом на основе записей сеансов видеосвязи «Одиссея» с Центром управления полётом, — что он доставил Юлию, и «Тет» впускает летательный аппарат внутрь. Внутри Джек видит огромное количество ячеек, в которых «вызревают» клоны — его и Виктории. Летательный аппарат приземляется рядом с огромным пирамидальным созданием — «мозгом» «Тета». Джек открывает привезённую им анабиозную капсулу, в которой оказывается смертельно раненый Бич, изъявивший желание погибнуть вместе с Джеком (Юлия тем временем просыпается и обнаруживает, что находится в хижине Джека). Джек цитирует строфу из найденной им в библиотеке книги — слова римского воина Горация: «И смерти нет почётней той, / Что ты принять готов / За кости пращуров своих, / За храм своих богов». Вместе с Бичем они приводят бомбу в действие. Повстанцы и Юлия наблюдают взрыв «Тета»; дроны на Земле, перестав получать команды с «Тета», отключаются. Три года спустя Юлия живёт мирной жизнью в хижине Джека; у неё родилась дочь. К хижине выходят бывшие повстанцы, среди которых Юлия видит Джека-52: являясь клоном Джека-49 и, соответственно, обладая тем же самым складом ума, он догадался, какое место Джек-49 мог бы выбрать для постройки убежища.