El remolcador espacial comercial Nostromo regresa a la Tierra con una tripulación de siete miembros en éxtasis: El capitán Dallas, el oficial ejecutivo Kane, el suboficial Ripley, el navegante Lambert, el oficial científico Ash y dos ingenieros, Parker y Brett. Al detectar una transmisión desde una luna cercana, la computadora de la nave, la Madre, despierta a la tripulación. Siguiendo la política de la compañía, que exige que se investigue cualquier señal de socorro potencial, aterrizan en la luna a pesar de las protestas de Parker, sufriendo daños por su atmósfera y su paisaje rocoso en el proceso. Los ingenieros se quedan a bordo para realizar las reparaciones mientras Dallas, Kane y Lambert salen a investigar. Descubren que la señal procede de una nave alienígena abandonada y entran en ella, perdiendo la comunicación con la Nostromo. Ripley descifra parte de la transmisión, determinando que es una advertencia, pero no puede transmitir esta información a los que están en la nave abandonada.

Mientras tanto, Kane descubre una cámara que contiene cientos de grandes objetos en forma de huevo. Cuando toca uno de ellos, una criatura brota, atraviesa su casco y se adhiere a su cara. Dallas y Lambert llevan al inconsciente Kane de vuelta a la Nostromo. Como oficial superior en funciones, Ripley se niega a dejarlos subir a bordo, alegando las normas de cuarentena, pero Ash anula su decisión y los deja entrar. Ash intenta quitar la criatura de la cara de Kane, pero se detiene cuando descubre que su sangre es un ácido extremadamente corrosivo que podría dañar el casco. Más tarde se desprende por sí misma y es encontrada muerta. La nave se repara parcialmente y la tripulación continúa su viaje de vuelta a la Tierra. Kane se despierta con cierta pérdida de memoria, pero parece estar ileso por lo demás. Durante una última comida de la tripulación antes de volver a la estasis, se ahoga y convulsiona repentinamente. Una pequeña criatura alienígena estalla del pecho de Kane, matándolo, y escapa a la nave, con Ash disuadiendo al resto de matarlo.

La tripulación intenta localizar a la criatura con dispositivos de rastreo y capturarla con redes, picanas eléctricas y lanzallamas. Brett sigue al gato Jones de la tripulación hasta un compartimento de la pata de aterrizaje,[10] donde el alienígena, ya crecido, ataca a Brett y desaparece con su cuerpo. Tras una acalorada discusión, la tripulación decide que la criatura debe estar en los conductos de aire. Dallas entra en los conductos con la intención de obligar al monstruo a entrar en una esclusa, pero éste le tiende una emboscada y aparentemente lo mata. Lambert, dándose cuenta de que el alienígena pretende matar agresivamente a la tripulación uno por uno, implora a los demás que abandonen la nave y escapen en su pequeña lanzadera, pero Ripley, ahora al mando, explica que no soportará a cuatro personas e insiste en continuar con el plan de Dallas de hacer salir al alienígena.

Al acceder a Madre, Ripley descubre que la compañía ha ordenado en secreto a Ash que traiga al alienígena de vuelta, considerando a la tripulación prescindible. Se enfrenta a Ash, que intenta estrangularla hasta la muerte. Parker interviene y golpea a Ash, soltando su cabeza y revelando que es un androide. La cabeza de Ash se reactiva, y se enteran de que fue asignado para asegurar la supervivencia de la criatura. Expresa su admiración por la psicología de la criatura, que no tiene conciencia ni moral, y se burla de sus posibilidades de supervivencia. Ripley le corta la energía; mientras se van, Parker lo incinera.

El resto de la tripulación decide autodestruir la Nostromo y escapar en el transbordador. Sin embargo, Parker y Lambert son emboscados y asesinados por la criatura mientras recogen suministros de soporte vital. Ripley inicia la secuencia de autodestrucción, pero encuentra al alienígena bloqueando su camino hacia la lanzadera. Se retira e intenta sin éxito abortar la autodestrucción. Sin más opciones, se dirige al transbordador y escapa a duras penas mientras la Nostromo explota.

Mientras Ripley se prepara para el éxtasis, descubre que el alienígena está a bordo, habiéndose encajado en un espacio estrecho. Se pone un traje espacial y utiliza gas para expulsar a la criatura. Ésta se acerca a Ripley, pero antes de que pueda atacar, ella abre la puerta de la esclusa, casi lanzando a la criatura al espacio. Se las arregla para aguantar agarrando el marco. Ripley le dispara con un garfio, pero el arma se engancha cuando la puerta de la esclusa se cierra, atando al alienígena a la lanzadera. El alienígena se acerca a la salida de los motores, pero Ripley dispara los motores y lanza a la criatura a las profundidades del espacio. Después de registrar la última entrada de la bitácora, coloca a Jones y a ella misma en éxtasis para el viaje de vuelta a la Tierra.