20世纪80年代，电子软体天才凯文·弗林（杰夫·布里吉斯 Jeff Bridges 饰）创建了英康公司，将人类带入一个全新的时代。可是在辉煌的时代开创不久后，凯文神秘失踪。在此之后，凯文年幼的儿子萨姆（加内特·赫德兰 Garrett Hedlund 饰）继承了父亲的位置，实际工作则由其他工作人员主持。萨姆天资聪颖，充满冒险精神，经常给英康的高层们惹来麻烦。这一天，他得知一间荒废已久的工作室内竟传来父亲的讯息。萨姆前去探查，结果竟进入一个全数字化的虚拟世界。

在末日后满目疮痍的未来地球上，一段不断涌现的昨日记忆带领正为人类生存奋战的主人翁，踏上一段救赎与发现之旅。时值2077年，经过数十年与外星人的争战，这些入侵者仍不放弃夺掠地球的剩余资源。身为收集地球重要资源之庞大计画的一员，杰克·哈伯（汤姆·克鲁斯饰）担任驻扎在人类已全面撤守撤守的地球上的维安维修技师，他的任务也即将结束。 再过两个期，他将离开这被战争摧残的家乡，前往遥远的行星与已移居该处的幸存者会合。杰克住在离地数千英尺的美丽高空，每天进行巡逻工作，有一天他拯救了坠毁太空船中一位美丽的陌生人，原本意气风发的他从此跌落谷底。她与杰克的邂逅完全合乎逻辑，但她的出现却引发一连串的事件，迫使他开始质疑原本理所当然的一切。

2017年，母星遭到毁灭的外星流亡者入侵地球。人类虽然用核武器打败对手，但也付出失去家园的惨痛代价。在接下来将近半个世纪的时光中，人类移民泰坦星，不过仍有极少部分人类留在故土，扫荡残存的外星掠夺者。杰克·哈珀与维多利亚即是留守者中的一员，他们的主要任务为保障遍布各地守护水萃取塔的无人机正常运行。看似永无止境的任务终于接近尾声，而就在此刻，不明飞行器坠落一处无人区。杰克在当地发现数名人类伤员，可是他们却遭到无人机的屠杀。危急时刻，杰克救下了一个名为茱莉亚的女子。这一事件令杰克无意中知晓了掠夺者以及自身背后隐藏的秘密……