Le docteur Eleanor « Ellie » Arroway (Jodie Foster) est une scientifique talentueuse, qui a été encouragée à poursuivre ses passions pour la radio-télécommunication et l'astronomie par son père Theodore (David Morse) qui meurt alors qu'elle n'était âgée que de 9 ans. Elle travaille pour le programme SETI à l'observatoire d'Arecibo au Porto Rico, recherchant avec ses collègues des signaux radios d'origine extraterrestre. Toutefois, le scientifique gouvernemental David Drumlin (Tom Skerritt) coupe le financement du programme SETI qu'il juge futile. Arroway obtient un financement du milliardaire S.R. Hadden (John Hurt) pour continuer son travail de recherche au Very Large Array situé au Nouveau-Mexique.
L'histoire est narrée par un criminologue qui semble avoir étudié l'affaire de Brad Majors et Janet Weiss, deux jeunes gens bien sous tous rapports originaires de Denton, la ville où il fait bon vivre (the home of happiness).
En 2379, 200 ans après le suicide d'Ellen Ripley (Sigourney Weaver) sur Fiorina-16, des scientifiques militaires parviennent à recréer un clone à partir d'échantillons de sang collectés avant sa mort. Après que la reine alien a été extraite du ventre de Ripley et placée en captivité, le clone de Ripley est maintenu en vie sur le vaisseau spatial USM Auriga pour complément d'étude. Son ADN s'étant mélangé avec celui de l'alien pendant le processus de clonage, la « nouvelle » Ripley développe une force accrue et des réflexes surhumains, du sang acidifié et un lien empathique avec les aliens.
Quinn McKenna, membre d'un commando de Rangers américains, est témoin du crash d'un vaisseau spatial lors d'une mission de sauvetage d’otages. Il est le seul survivant. Il découvre le casque et l'arme d'un Predator. Poursuivi, il décide de les envoyer par la poste à son domicile, où vit son épouse et son fils autiste, Rory. Ce dernier parvient à utiliser le masque et l'arme du Predator. Il active par ailleurs une balise qui permet à d'autres Predators de le localiser. De son côté, Quinn a été arrêté par de mystérieux mercenaires, aux ordres de Will Traeger pour le Projet Stargazer. Ce dernier fait par ailleurs appel au docteure Casey Bracket, une exo-biologiste. Elle est accueillie dans un immense complexe dans lequel est conservé un Predator. Quant à Quinn, il se retrouve dans un bus avec d'anciens soldats ayant commis de graves délits et dont la plupart souffrent de troubles psychologiques : "Nebraska" Williams, Baxley, Coyle, Lynch et Nettles.
2179. Ellen Ripley et ses compagnons rescapés (la jeune Newt, le caporal Hicks et l'androïde Bishop) dorment en biostase à bord du vaisseau spatial USS Sulaco, qui retourne vers la Terre après les évènements du deuxième épisode. Mais un facehugger présent à bord brise l'une des capsule de stase et son sang acide provoque un incendie. L’ordinateur de bord du Sulaco éjecte alors les cryotubes des quatre passagers dans une unité de sauvetage (EEV). La capsule s'écrase peu après sur Fiorina « Fury » 161, une planète-prison où se trouve une colonie minière.
Pour fêter l'anniversaire d'une école, une cérémonie est organisée au cours de laquelle une capsule temporelle contenant des messages écrits par des enfants 50 ans auparavant est déterrée et ouverte. Chaque enfant emporte chez lui un message, mais celui du petit Caleb est illisible, car il s'agit d'une suite incohérente de chiffres.D'abord amusé, son père, statisticien, essaye de trouver une signification. Horrifié, il découvre peu à peu que chaque séquence de chiffres correspond à la date exacte d'une catastrophe récente. Lorsqu'il comprend que les 3 dernières séquences prophétisent des cataclysmes à venir, une course contre la montre commence.
Neuf aliens ayant l’apparence humaine se sont enfuis de leur planète d’origine, Lorien, pour se cacher sur Terre. Leur planète a en effet été détruite par d’autres extraterrestres, les Mogadoriens, qui les pourchassent par la suite sur la planète bleue. Les neuf aliens, chacun désigné par un numéro, possèdent leur propre gardien et vont développer des super-pouvoirs en atteignant l’âge adulte. Grâce à un sortilège lancé par un sage de leur planète, les derniers survivants de Lorien ne peuvent être tués que dans l’ordre croissant des numéros. Un, Deux et Trois ont déjà été tués.
Les Borgs sont des entités moitié organiques, moitié machines. Leur seul but est de conquérir et assimiler toutes les autres races dans le but de devenir des êtres parfaits.
Une entité extraterrestre apparemment hostile, et maître d'une nuée se développant sur plus de 80 unités astronomiques, se dirige tout droit vers la Terre. L'Amiral Kirk est chargé par Starfleet de reconnaître l'entité et évaluer la menace. Il reprend alors les commandes de l'USS Enterprise, qu'il avait abandonnées à la suite de sa promotion, et découvre un vaisseau entièrement remodelé. Le capitaine Will Decker, évincé de son commandement, accepte néanmoins de le seconder grâce à sa connaissance des modifications apportées au vaisseau. Sur la route d'interception de l'entité, l’Enterprise accueille Spock qui revient de sa retraite sur Vulcain. Spock a été en contact mental avec l'entité, qui se fait appeler V'Ger.
En 2285, au cours de leur mission de sauvetage sur Genesis, l’Enterprise a été détruit. C'est donc aux commandes d'un oiseau de proie Klingon volé que Kirk, Spock, McCoy, Sulu, Uhura, Chekov, Scotty et Saavik sont revenus sur Vulcain.
Deux enfants, Meg et le benjamin mais non moins précoce Charles Wallace, vivent avec leur mère scientifique. Leur père, lui aussi scientifique, a mystérieusement disparu depuis 4 ans.
Suite aux événements d'Alien vs. Predator, un vaisseau spatial Predator gravite autour de la Terre. Il transporte la dépouille du Predator Scar mort au combat, de nombreux tubes en verre contenant chacun un Facehugger et un équipage de trois Predators. Un Chestburster hybride, le Predalien jaillit du thorax du Predator mort. Ayant atteint sa taille adulte, le Predalien tue deux des Predators. Témoin de la mort du deuxième Predator, le troisième tire avec son canon d'épaule sur le Predalien. Il rate sa cible et endommage le vaisseau qui tombe immédiatement vers la Terre. Buddy Benson et son fils Sam (Liam James) qui chassent dans une forêt, assistent à l'écrasement du vaisseau à proximité, se rendent sur place et observent l'épave. Buddy décide rapidement de partir prévenir le shérif. Le dernier Predator, blessé, constate que plusieurs Facehuggers se sont échappés et sont en train de sortir du vaisseau. Il commence à activer sa bombe individuelle d'autodestruction sur sa manchette, mais le Predalien l'achève avant qu'il l'enclenche. Les bruits provenant du vaisseau font peur à Buddy et ils s'éloignent en courant. Sam trébuche et tombe, les Facehuggers les rattrapent, Buddy en abat un. Son bras gauche est éclaboussé par du sang acide du Facehugger, son avant-bras se détache. Un Facehugger s'agrippe au visage de Buddy, puis un autre à celui de Sam. Sur une planète lointaine, le Predator Wolf (Ian Whyte) reçoit le signal de détresse du vaisseau. Il consulte les enregistrements du « journal de bord ». Voyant la créature qui a tué ses congénères, il prend son équipement et décolle immédiatement pour se rendre sur place.
Royce, un mercenaire, se retrouve obligé de mener un groupe de combattants d'élite sur une planète étrangère. Ils vont vite comprendre qu'ils ont été rassemblés pour servir de gibier. À une exception près, tous sont des tueurs implacables ? des mercenaires, des yakuzas, des condamnés, des membres d'escadrons de la mort ; des « prédateurs » humains qui sont à présent systématiquement traqués et éliminés par une nouvelle génération de Predators extraterrestres. Voici l'affrontement sans pitié de tueurs absolus.
Dans le futur, une attaque d'aliens est repoussée au prix de dix millions de morts humains. Les forces armées, et notamment leur recrutement deviennent primordiales. Le jeune surdoué Ender est enrôlé dans une école de guerre spatiale où, sous la férule du colonel Graff, il se prépare à devenir un commandant.
Dans un futur lointain, les pays de la Terre se sont regroupés au sein de la Fédération, un gouvernement mondial. Cette Fédération se lance alors dans la conquête de l’espace. Les terriens colonisent des planètes et explorent de nouveaux systèmes planétaires. Ils entrent également en relation avec des civilisations extraterrestres. Petit à petit, ils se trouvent menacés par l’une d'entre elles, la belliqueuse civilisation des Arachnides. En effet cette race d’insectes géants lance des attaques ponctuelles depuis son système de Klendathu.