Bộ phim lấy bối cảnh năm 2077, sau khi thế giới bị người ngoài hành tinh xâm lược thì tất cả loài người được đưa đến những đám mây sống, chỉ còn chàng chiến binh Jack Harper là được giữ lại Trái Đất. Anh và người yêu mình là Victoria được lệnh hợp tác với nhau để chiến đấu chống lại bọn quái vật hung tợn, sau này Jack tình cờ cứu mạng một cô gái tên Julia trong chiếc phi thuyền bị hỏng, cô ấy đã giúp anh nhớ lại những ký ức bí ẩn của anh và cùng anh đi khám phá chúng. Jack nhận ra Julia mới chính là người vợ thật sự của mình, và sự thật là Jack đang bị người ngoài hành tinh lợi dụng với việc tạo ra hàng nghìn bản sao giống anh nhằm chống lại chính loài người.
Vật thể ngoài hành tinh tên Tet là một khối máy móc có trí tuệ nằm ngoài vũ trụ. Jack thực chất là cơ trưởng của con tàu Odyssey trong nhiệm vụ khám phá vệ tinh Titan do NASA thực hiện. Trong chuyến đi đó Victoria là cơ phó và Julia cũng là phi hành đoàn. Trên đường đến Titan, NASA phát hiện một vật thể lạ và yêu cầu tàu Odyssey thăm dò. Khi Jack lại gần con tàu bí ẩn đó thì bị mất liên lạc và bị chiếm quyền điều khiển tàu, Jack lo sợ nên đã phóng khoang ngủ đông có chứa Julia về Trái Đất. Anh và Victoria bị Tet bắt và tẩy não, sau đó bị nhân bản thành một đội quân. Sau khi đã có đủ lực lượng, Tet xâm chiếm và hủy diệt Trái Đất. Nó sử dụng các máy bay không người lái drone và các trạm kiểm soát đặt khắp Trái Đất. Các máy phát điện hút nước từ biển và tách ra khí hydro tạo phản ứng nhiệt hạch. Jack và Victoria bị thao túng bởi ký ức giả mà Tet tạo ra và được đánh số để quản lý từng khu vực khác nhau. Sau khi đã nhận ra toàn bộ sự thật, Jack cùng Julia chiến đấu chống lại đám drone và đánh nhau với bản sao của Jack. Julia bị thương, Jack trở về trạm để lấy thuốc, anh tranh thủ lúc đó giải thích với Victoria nhưng cô không tin và sau đó cô bị chiếc drone tiêu diệt.
Jack trốn thoát và mang Julia về căn nhà bên bờ hồ nơi cả hai từng gắn bó. Jack gặp Malcolm Beech và chiến đấu cùng quân kháng chiến, sau đó Jack định dùng một chiếc drone để vận chuyển quả bom hạt nhân đi phá hủy trung tâm Tet nhưng nó đã bị hỏng trong trận chiến. Jack và Malcolm nhất trí việc kích nổ pin hạt nhân lạnh bằng tay với kế hoạch Jack giả vờ giao nộp Julia cho Tet. Julia chấp nhận và chui vào khoang ngủ đông. Jack bay lên tàu mẹ Tet để giao nộp Julia, thực ra bên trong là Malcolm thay thế. Anh đã khám phá nốt các ký ức còn lại của mình qua hộp đen. Jack và Malcolm kích nổ pin hạt nhân và tiêu diệt Tet. Julia tỉnh dậy dưới Trái Đất và nhận ra Jack đã hi sinh. Sau đó ít lâu, Julia gặp Jack-52 – bản sao của Jack cũng đã nhớ lại ký ức của mình.