En la película se cuentan dos historias paralelas. En la primera, un grupo de investigadores están investigando la extraña aparición de artículos en lugares remotos, principalmente en regiones desérticas.
Al continuar con su investigación, uno de los científicos principales, un francés llamado Claude Lacombe (François Truffaut), incorpora el método Kodály de la educación musical como un medio de comunicación en su trabajo.
La respuesta, a su vez, en un principio desconcierta a los investigadores, hasta que el cartógrafo estadounidense David Laughlin (Bob Balaban) descifra el significado de la respuesta.
En la segunda historia, liniero de la compañía eléctrica y hombre de familia Roy Neary (Richard Dreyfuss) y la madre soltera Jillian Guiler (Melinda Dillon) están entre algunos de los individuos en Muncie, Indiana que experimentan cierta actividad paranormal antes de que aparecieran algunos destellos de luces brillantes en el cielo, que creen ser un OVNI.
Roy se obsesiona con lo que vio, a diferencia de algunos otros, especialmente en alguna forma de autoridad, que se niegan a reconocer su creencia de que era un OVNI al no querer parecer locos.
Esa obsesión tanto para Roy como para Jillian se intensifica cuando empiezan a tener una visión de un montículo con estriado vertical en su lado como una clave a lo que está sucediendo.
Mientras que la obsesión afecta negativamente a la vida de Roy, como él sabe íntegramente, Jillian sabe que tiene que encontrar la respuesta en cuanto a su significado, especialmente en lo que atañe a su único hijo de tres años Barry Guiler (Cary Guffey), que puede estar más en sintonía con lo que está sucediendo que las figuras adultas alrededor de él.
Estas dos historias tienen el potencial de cruzarse si Roy y Jillian pueden descubrir donde has visto ese montículo antes, y si pueden superar lo que ellos creen que son mentiras perpetradas por las autoridades de encubrir lo que está sucediendo.