Il film racconta di Louise Banks (Amy Adams), linguista di fama internazionale, che viene convocata con urgenza dopo l’arrivo di dodici misteriose navi extraterrestri, chiamate ‘gusci’. Per via della sua grande esperienza, il governo vuole che la donna si unisca ad una squadra in Montana, sito dell’atterraggio di uno dei gusci. Qui, la donna fa la conoscenza del fisico Ian Donnelly (Jeremy Renner) e del colonello Weber (Forest Whitaker) e apprende che lo scopo della missione è quello di stabilire una comunicazione con gli alieni, al fine di comprendere il motivo del loro arrivo sul pianeta. Nonostante gli iniziali timori, gli ‘eptapodi’ si mostrano gentili con Ian e Louise, tanto che gli scienziati decidono di soprannominarli ‘Tom e Jerry’.

Il loro linguaggio, tuttavia, è estremamente complesso e Louise fatica a stabilire una comunicazione. Analizzando i dati raccolti, la linguista ipotizza che gli alieni comunichino grazie al gas contenuto nei loro tentacoli, formando frasi palindrome iscritte in simboli circolari. Nel frattempo, Louise inizia ad avere singolari visioni su sua figlia Hannah e crede siano indotte dalla vicinanza a Tom e Jerry. Così, la studiosa ipotizza che il modello comunicativo degli eptapodi corrisponda a quello linguistico di Sapir-Whorf, che suppone che il linguaggio sia in grado di programmare e cambiare la mente umana, inducendo l’uomo a scavalcare la barriera di temporalità a cui è legato il suo pensiero.