Ray Ferrier (Tom Cruise) es un trabajador portuario divorciado que vive solo y que deja mucho que desear como padre. Un fin de semana cualquiera, la exmujer de Ray y su nuevo marido dejan a su cargo a sus dos hijos, el adolescente Robbie (Justin Chatwin) y su hermana pequeña Rachel (Dakota Fanning). Ese mismo día, se produce una extraña y violenta tormenta de luces, que resulta convertirse en el ataque de un especie alienígena robótica que busca a los humanos.
La película cuenta la extraordinaria batalla de la humanidad contra una invasión extraterrestre, vista a través de los ojos de la familia americana. Al igual que el resto de la humanidad, tras el inicio de la invasión la familia se ve en la obligación de refugiarse de los alienígenas, unos seres imparables que cuentan con escudos que les hace invencibles ante los métodos humanos de destrucción.