En 2005, la
NASA descubre un planeta extrasolar con condiciones similares a la Tierra. Con la esperanza de encontrar vida inteligente, la NASA envía una poderosa señal desde un centro de comunicaciones en
Hawái, la señal seria potenciada por un satélite que se encuentra en órbita. Por otro lado Alex Hopper (
Taylor Kitsch) se encuentra en un bar local junto a su hermano Stone Hopper (
Alexander Skarsgård), en eso aparece una chica rubia quien le solicita al mesero una cerveza y un burrito de pollo, mismo que le fue negado, Alex se aproxima a esta y le intenta ayudar a conseguir lo que ella quería, al ver la negativa del mesero, Alex intenta impresionar a una mujer al tratar de conseguirle un burrito de pollo, lo que resulta en Alex irrumpliendo en una tienda de abarrotes solo para ser sorprendido e inmovilizado por la policía, la mujer es Samantha Shane (
Brooklyn Decker) hija del almirante Shane de la Flota Armada del Pacífico de los Estados Unidos (
Liam Neeson) quien resulta ser el superior del comandante Stone Hopper (
Alexander Skarsgård) hermano mayor de Alex, al siguiente día Alex amanece en una tina llena de hielo, Stone, enfurecido por la falta de motivación de su hermano y la posible ruina de su carrera, obliga a Alex a unirse a la
Armada de los Estados Unidos.
Para 2012 Alex ahora es un Teniente y oficial de acción táctica a bordo del Destructor USS John Paul Jones, mientras que Stone es oficial y comandante del USS Sampson, Alex ahora también esta comprometido con la hija de almirante de Shane, Samantha. Durante la ceremonia de apertura del RIMPAC, (una especie de competencia naval) Hopper y su equipo se encontraban jugando la final de
futbol del RIMPAC contra Japón, equipo liderado por el Capitán Nagata (Tadanobu Asano) en un encuentro entre ambos, Nagata, por error le patea en la cara a Hopper queriendo alcanzar el balón, lo que crea un feudo entre ambos, debido a la falta, Hopper se hace acreedor a una oportunidad penal, Stone le recomienda a Hopper ceder el balón a otro jugador, Alex se niega, el equipo pierde ya que el disparó de Alex se elevó demasiado fallando su último intento de triunfo, después del discurso del almirante, Samantha le consigue un tiempo a solas a Alex con su padre, Hopper nervioso y miedoso de encarar al almirante decide retirarse a un baño para prepararse a pedirle su permiso al almirante Shane para casarse con su hija, sin embargo Nagata quien resulta ser Capitán de la Fuerza de Defensa Marítima Japonesa entra al mismo baño y ambos se pelean. Después del incidente Hopper se entera de que va a ser expulsado de la marina al final del RIMPAC. Mientras tanto, Samantha, ahora una terapeuta física, acompaña a un veterano del ejército, Mick Canales (Gregory D. Gadson) en una caminata por
Oahu con el fin de ayudarle a adaptarse a sus piernas ortopédicas.
Por otro lado, una flota de cinco naves alienígenas llega en respuesta a la señal de la
NASA. Estas son detectadas por varias organizaciones y estas se alertan entre si. durante la llegada una de las naves choca con un satélite orbital y se estrella en
Hong Kong, mientras que las otras cuatro se establecen en aguas cercanas a
Hawái, donde casualmente se encontraban haciendo las competencias navales, el navío comandado por Alex, hace el primer avistamiento, un equipo de reconocimiento liderado por Alex y Raikes se aproxima a lo que parece ser una torre en medio del mar, Alex desciende de la lancha y se aproxima a tocar el objeto flotante, debido a ello recibe una descarga eléctrica que lo avienta varios metros atrás, en eso una nave alienígena se eleva de por debajo del mar y genera una onda expansiva que desplaza al equipo, acto seguido las torres adjuntas levantan un campo de fuerza masivo en torno a las islas, atrapando a los USS Sampson, John Paul Jones y el Myoko y dejando el resto de las naves fuera de alcanze. Durante el reconocmiento otras dos naves alienígenas emergieron, la primera atacó a los navíos destruyendo al Sampson y el Myoko. Con el USS Sampson y el Myōkō destruidos, solo quedaba el USS John Paul Jones parcialmente dañado y con sus comandantes y oficiales muertos, Alex quien inicialmente había estado en el USS Sampson, debido a que había sido el que más cerca había estado de las embarcaciones alienígenas y siendo el oficial de más alto rango, toma el control total de la nave.
Devastado por la muerte de su hermano, estaba decidido en atacar a las naves alienígenas, pero el resto de la tripulación lo convenció de en vez de atacar era mejor rescatar a los supervivientes del Myōkō entre ellos, el Capitán Nagata, Los alienígenas envían un ataque a la tierra a través de unas ruedas dentadas que atacaban a todo lo que para ellos representara un peligro o un arma de ataque o defensa destruyendo así una base militar y parcialmente una ciudad, despues de una corta depresión, Alex es llamado por sus compañeros para informarle que habían recatado a un soldado alienígen. Los humanos intrigados por el descubrimiento deciden investigar al alienígena, logran removerle el casco descubriendo que este tenia aspecto humaniode pero este es rescatado por un grupo de extraterrestres y escapan con el soldado caído, sin embargo debido a un aviso descubrieron que no se habían ido todos por lo que fueron en busca del restante, mismo que al final guiaron hasta la cubierta donde es abatido por un cañón a quemarropa. Caida la noche y debido a que el campo de fuerza establecido por los extraterrestres imposibilitaba el uso de radares y sonares, los humanos determinaron que no podrían localizar las naves, sin embargo, Nagata reveló que si pueden, utilizando las boyas de alerta de
tsunami alrededor de Hawái, podrian identificar los movimientos de las embarcaciones alienígenas cada vez que generaran olas.
Los humanos decidieron poner en práctica la idea de Nagata, resultando el hundimiento de dos embarcaciones alienígenas, sin embargo una tercera no pudo ser hundida, mientras un soldado investigaba el casco del soldado alienígena este descubrió que el casco servia como un tipo de supresor de luz, este informa inmediatamente y los humanos determinan que los alienígenas son muy sensibles a la luz solar, al amanecer Alex utiliza su nave para atraer a los extraterrestres a las costas, utilizando el reflejo de la luz al amanecer logran cegar momentáneamente al enemigo, momento que aprovechan los enemigos para atacar, sin embargo el enemigo ataca al mismo tiempo y al final ambas naves quedan destruidas.
Debido a que la nave que choco en
Hong Kong era su nave de comunicaciones, los extraterrestres deciden apoderarse de la central de la
NASA para así comunicarse con su planeta, Samantha y Mick quienes se encontraban en el lugar evaden ser detactados y se unen a un científico que se encontraba huyendo, suponiendo una invacion inminente, Samantha se hace de un radio y alerta a Alex de lo que parecía ser una invasión segura. Alex había planeado destruir la central de la NASA con su nave, pero debido a que el USS John Paul Jones había sido destruido, la sobrevivientes se ven obligados a regresar a la base y utilizar la única embarcación disponible en ese momento el USS Missouri, aún siendo un barco museo, Alex y la tripulacion logran reactivar la embarcación, con la ayuda de veteranos que se dedicaban a la preservación del mismo, una vez encarrilados en batalla, el acorazado utilizando la misma estrategia de cegar al enemigo logra destruir una última nave, después se dirigen a atacar la torre que generaba el campo de energía, una vez destruido el campo de fuerza, los alienígenas deciden enviar un último ataque con la ayuda de otras tres ruedas dentadas, debido a la anterior intervención, los humanos se quedaron con una sola oportunidad de ataque, y antes de que el indefenso acorazado intentara atacar nuevamente, una flota de misiles destruyen los restos de la nave y las ruedas dentadas, así mismo como la base de comunicaciones, ahora de los alienigenas, también era destruida junto con los alienígenas que en ella se encontraban, el ataque fue dirigido por la flota del RIMPAC que había sido dejada aislada debido al campo de fuerza.
De vuelta a tierra, el personal de la naval junto a Mick, son condecorados y reconocidos debido a los eventos y sus acciones en lo que resultó la derrota de los extraterrestres, después de la ceremonia, Alex le pide la mano de su prometida al Almirante Shane en matrimonio, el se niega, pero invita a Alex a discutirlo durante el almuerzo.
Al final de los créditos, una escena en un lugar rural de Escocia, tres niños y un ayudante de manteniento abren un objeto del tamaño de un auto que aparentemente cayó del cielo, todos huyen horrorizados después de presenciar la mano de un extraterrestre salir del objeto.
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