地球的上空突然出現了十二架貝殼狀的不明飛行物，懸浮在十二個不同的國家的上空，外星人向人類發出了訊號，但人類卻并不能夠解讀。美國軍方找到了語言學家路易斯（艾米·亞當斯 Amy Adams 飾）和物理學家伊恩（杰瑞米·雷納 Jeremy Renner 飾），希望兩人能夠合作破解外星人的語言之謎。 經過數次的接觸，路易斯發現外星人使用了一種極為特殊的圓環狀的文字，并逐漸了解了其中的奧妙。由于一直無法確定外星人來到地球的真正目的，中國、俄羅斯等四國決定對外星人發起進攻，美方亦決定放棄研究將全部人員撤離，在這個節骨眼上，路易斯終于明白了外星人的意圖，利用外星人賦予她的特殊的“武器”，路易斯以一人之力改變了未來。
外交官杜米尼克·奧法爾任命為“南北交換機構”的法國代表。這一機構是一個擁有巨大權力的國際組織。有個代碼為“奧林匹”的情報機構，將杜米尼克·奧法爾夫婦確定為“51號”和“52號”，他們搜集了解“51號”的全部檔案資料，伺機采取行動。影片主要表現了這個機關特工人員介紹“51號”的有關情況，他的家庭，經歷，私生活等等，并最終說明他如何別人暗害。
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