Nel deserto di Sonora, lo scienziato francese Claude Lacombe e il suo interprete statunitense David Laughlin, insieme ad altri ricercatori scientifici, ritrovano la famosa "Squadriglia 19", 5 aerei motosiluranti TBM Avengers scomparsi nell'area del Triangolo delle Bermude durante una normale esercitazione nel dicembre del 1945.
I velivoli sono intatti e operativi, ma non vi è alcuna traccia dei piloti.
Si inizia ad indagare su questo e altri strani eventi, nel tentativo di trovare una spiegazione.
Nel frattempo a Muncie, nell'Indiana, un bambino di tre anni, Barry Guiler, si sveglia improvvisamente nella notte quando i suoi giocattoli e gli oggetti di casa sua iniziano a muoversi da soli.
Affascinato e per nulla spaventato, si alza dal letto e corre fuori casa, costringendo la madre, Jillian, ad inseguirlo.
Nel frattempo, durante un intervento di manutenzione, l'addetto al controllo delle linee elettriche Roy Neary, sposato con Veronica e padre di tre bambini, rimane coinvolto in un inseguimento di quattro UFO da parte della polizia, vivendo così un "incontro ravvicinato" a bordo del suo furgone.
Durante la stessa notte incontra sulla strada anche Jillian, che è riuscita a raggiungere Barry per riportarlo a casa.
Roy, dopo l'incontro ravvicinato, rimane sconvolto (oltre che scottato su metà del corpo) e inizia subito a dare segni di pazzia, tra i quali il più evidente è un'ossessione da immagini mentali in cui gli compare una forma simile a quella di una montagna a tronco di cono, che cerca in tutti i modi di riprodurre.
Anche Jillian sviluppa la stessa ossessione, dopo aver vissuto un incontro ravvicinato presso la sua abitazione:
gli UFO passano vicino ad essa e, nonostante lei cerchi di chiudere ogni apertura, il piccolo Barry viene risucchiato e portato via, rimanendo vittima di un rapimento alieno.
Questa attività ufologica non riguarda però solo l'Indiana o solo gli Stati Uniti, ma è molto presente in tutto il mondo.
Nel corso delle indagini il professor Lacombe e i suoi assistenti si rendono conto che i testimoni raccontano tutti di aver sentito, durante gli incontri, una particolare sequenza di note musicali emessa dagli UFO, uguale in tutti i casi.
Ulteriori indagini ed elaborazioni traducono tali note in precise coordinate, che secondo Lacombe sono le coordinate geografiche del luogo in cui le entità extraterrestri vorrebbero incontrarsi con l'umanità.
Tale luogo corrisponde alla Torre del Diavolo, nel Wyoming.
Si decide allora di isolare la zona e prepararsi all'eccezionale evento costruendo una base attrezzata, ma le autorità governative decidono di tenere il tutto segreto e di far evacuare le zone circostanti diffondendo la falsa notizia di una fuoriuscita di gas tossico da un treno in transito.
I telegiornali, riportando tale notizia, fanno vedere la Torre del Diavolo, che è proprio la montagna dell'immagine che ossessiona Roy, Jillian e molti di coloro che hanno avuto esperienze di incontri ravvicinati.
Queste persone, vedendo la montagna, intuiscono di dover assolutamente recarsi in tale luogo.
La maggior parte delle persone che tentano di avvicinarsi sono bloccate dalle autorità, ma Jillian e Roy, che affrontano l'avventura insieme, riescono ad arrivare in cima.
Nel cielo notturno, sopra la base, improvvisamente appaiono decine di UFO, l'ultimo dei quali è l'enorme nave madre.
Gli scienziati provano a comunicare attraverso luci colorate associate alle note musicali della sequenza emessa dagli UFO, segnali ai quali gli alieni sembrano rispondere allo stesso modo.
Poco dopo la nave madre atterra e libera le persone rapite nel corso degli anni, che appaiono felici e non invecchiate.
Tra questi c'è anche il piccolo Barry, che riabbraccia la propria madre. Dalla navicella escono anche diversi alieni, che hanno un aspetto umanoide completamente glabro con un corpo molto magro e un grande cranio allungato, che rispondono alla sequenza musicale, tradotta in gesti con la mano da Lacombe.
Nel frattempo i funzionari del governo avevano selezionato un gruppo di persone per farle interagire con gli extraterrestri.
Questi, a cui si aggiunge Roy, vengono portati davanti la navicella, ma solo Roy viene scelto per andare con loro. La navicella si chiude e decolla sparendo nel cielo.