Después de la guerra del 96, el ex presidente Thomas Whitmore (Bill Pullman) tiene pesadillas con los alienígenas y asegura que preparan su regreso, alertando a su hija Patricia (Maika Monroe) e incluso a la propia mandataria estadounidense, Elizabeth Lanford (Sela Ward). Sus temores se concretan y el mundo deberá afrontar otra invasión, una incluso más grande que la anterior.
Pero nada les puede preparar para enfrentarse a la avanzada fuerza sin precedentes de los alienígenas atacantes. Tan solo el ingenio de unos pocos valientes hombres y mujeres podrá evitar la destrucción del mundo, que se encuentra de nuevo al borde de la extinción total. Los terrícolas contarán con la ayuda de jóvenes como Jake Morrison (Liam Hemsworth) y Dylan Hiller (Jessie Usher), el hijo del capitán que salvó a la humanidad hace 20 años. Además están David Levinson (Jeff Goldblum) a cargo del Área 51, su padre Julius Levinson (Judd Hirsh), que realiza conferencias sobre su experiencia con extraterrestes, y el doctor Brackish Okun (Brent Spiner), que despierta de un coma de dos décadas desde el ataque anterior. ¿Estarán preparados los humanos para el contraataque?.