Doce cápsulas alienígenas aterrizan en todo el mundo, y un equipo de científicos está llamado a comunicarse con los alienígenas y ver cuál es su propósito.

La Dra. Louise Banks (Amy Adams) descubre que al aprender el idioma de los extraterrestres, uno puede ver acontecimientos futuros. Esto significa que todas las escenas con Hannah, la hija de Louise, no fueron escenas retrospectivas, sino visiones que vio una vez que se comunicó con los extraterrestres. Los extraterrestres están legando su lenguaje a la humanidad porque los extraterrestres necesitarán la ayuda de la humanidad dentro de 3000 años.

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Louise se las arregla para evitar un ataque militar contra los extraterrestres después de decirle al general Shang las últimas palabras de su esposa para probar su teoría después de haber visto su encuentro posterior en una visión.

Los alienígenas abandonan la Tierra, y Louise decide entablar una relación con uno de sus compañeros de trabajo, Ian Donnelly (Jeremy Renner), ya que se convertirán en padres de Hannah, a pesar de que las cosas no terminarán bien para ninguno de ellos.