2263. Sur une planète, le capitaine James T. Kirk agit à titre d'ambassadeur pour conclure un traité de paix entre deux peuples ennemis. En guise de cadeau, il apporte un artéfact qui faisait partie d'une puissante arme inconnue. Cependant, le chef de la planète s'emporte, croyant qu'on veut se moquer de lui et soumettre son peuple. Kirk tente de l'apaiser, mais le chef préfère attaquer Kirk, imité par ses congénères. Grâce à Scotty, Kirk retourne sur le vaisseau USS Enterprise. Après cette mission manquée, Kirk se questionne sur son rôle dans Starfleet. Après trois ans de mission et alors que son anniversaire approche — il aura un an de plus que son père quand il est mort —, il n'éprouve plus qu'ennui et malaise, même si son équipage est l'un des meilleurs selon ses dires.
L’Avalon, un vaisseau spatial de la compagnie Homestead, se dirige vers la planète Homestead II. À son bord se trouvent 5000 passagers dont 258 membres d’équipage dont le but est de fonder une colonie spatiale, alors que la Terre est surpeuplée. Le voyage doit durer 120 ans et tous les voyageurs sont placés en biostase dans des capsules individuelles. Mais après 30 ans, l'Avalon traverse un champ d'astéroïdes dont l'un d'eux trop gros pour le bouclier du vaisseau créé plusieurs avaries, qui se propagent à l'une des capsules d'hibernation et déclenchent le processus de réveil de son occupant, Jim Preston, un mécatronicien.
Lilo est une petite Hawaiienne orpheline de six ans au caractère bien trempé qui est élevée tant bien que mal par sa sœur ainée. Un jour, malgré les réticences de sa grande sœur, elle adopte dans un refuge un étrange animal, vorace et indomptable : Stitch, qui s'avère être un fugitif extraterrestre. Une relation d'amitié va naître entre ces deux êtres mais malheureusement les choses vont se compliquer : un groupe d'extraterrestres chargé de capturer Stitch pour le renvoyer en prison débarque sur Terre...
En 1975, Jean Grey provoque un accident de voiture qui tue sa mère et blesse son père. Terrorisée et orpheline, la fillette est recueillie par le Professeur Xavier, qui lui présente son Institut.
Durant la préparation de la mission Prometheus, Peter Weyland ordonne à un androïde de prendre part à la mission. Weyland se présente comme le « créateur » de l'être synthétique et lui explique que cette mission a pour but de connaitre les créateurs des humains. Weyland demande ensuite à l’androïde de se choisir lui-même un prénom. Après avoir contemplé la célébrissime statue de Michel-Ange, il choisit alors « David ».
Dans les années 1920, les parents de Katherine Coleman apprennent que leur fille possède un don pour les sciences, qu'elle doit parfaire en fréquentant une école pour Noirs (les Blancs étant dans des écoles séparées) car elle est dotée d'aptitudes intellectuelles supérieures. En 1962, devenue mathématicienne, Katherine Coleman (désormais Goble) travaille au sein d'un groupe de calculatrices humaines, sur le campus ouest du Centre de recherche Langley à Hampton, en Virginie, aux États-Unis, avec deux amies et collègues : l'aspirante ingénieure Mary Jackson et la superviseure d'équipe Dorothy Vaughan. À la suite du lancement réussi de Spoutnik 1, Al Harrison, directeur du Space Task Group, exige encore plus d'efforts de la part des employés sous sa supervision, de crainte que les Soviétiques ne mettent en orbite une bombe H pouvant exploser au-dessus du sol américain. Goble est envoyée dans son groupe pour vérifier les calculs, devenant la première Afro-Américaine à participer à ce groupe de recherche. Au début, elle est ignorée de ses collègues blancs et doit travailler à partir de données partiellement masquées (Goble n'ayant pas le niveau d'habilitation nécessaire) sous les ordres de Paul Stafford, un homme croyant en sa supériorité intellectuelle et refusant de reconnaître le travail de Katherine.
En 2019, une succession de catastrophes naturelles laisse la planète endeuillée. Une vingtaine de pays parmi les plus riches et les plus avancés technologiquement décident de s'unir en construisant un dispositif satellitaire visant à réguler le climat. Celui-ci est baptisé Dutch Boy (Le doigt de gamin, en français), et les États-Unis en assurent le commandement. Son contrôle opérationnel a lieu via la station spatiale internationale, considérablement agrandie et dotée d'effectifs humains importants, permettant de juguler canicules et autres tempêtes. L'Humanité est ainsi protégée. Mais, à la veille du transfert du commandement à la communauté internationale, un village complètement gelé est découvert en plein milieu de l'Afghanistan, puis une explosion de gaz frappe Hong Kong après une brusque élévation des températures. Ceci laisse penser à une utilisation détournée du dispositif, ainsi transformé en une arme qui, si elle n'est pas stoppée, pourrait provoquer une tempête d'envergure mondiale : une géotempête.
L'agent secret britannique James Bond enquête sur la disparition d'une navette spatiale américaine, « Moonraker », confiée au gouvernement britannique. 007 se rend aux États-Unis pour interroger le responsable de la construction de la navette, Sir Hugo Drax. Guidé par la pilote de Drax, Corinne Dufour, Bond rencontre ce dernier, qui semble collaborer afin de retrouver la navette, mais une fois Bond parti, il ordonne à Chang, son complice, de tuer Bond.
Née en pleine mer, Jupiter Jones est une jeune immigrée russe vivant illégalement à Chicago. Elle enchaîne les coups durs et n'a d'autre perspective que de gagner sa vie en faisant des ménages avec sa mère et sa tante Nino. Alors qu'elle s'apprête à vendre ses ovules, sous une fausse identité empruntée à son amie Katherine Dunlevy, pour pouvoir s'offrir un télescope semblable à celui que possédait feu son père Maximilian, elle découvre que les praticiens sont en fait des extraterrestres qui veulent l'éliminer. Elle est sauvée in extremis par Caine Wise, un ancien chasseur militaire interplanétaire génétiquement modifié. Elle se retrouve ainsi impliquée dans une lutte de pouvoir au sein de la maison Abrasax, la plus puissante dynastie de tout l'Univers, qui est également la propriétaire de la planète Terre selon les lois universelles. La puissance de la dynastie Abrasax provient de l'élixir Premium Abrasax, un élixir capable de régénérer les cellules et de vivre durant des millénaires, et qui est produit en moissonnant de la biomasse humaine.
Après 57 ans de dérive dans l'espace, Ellen Ripley est secourue par la corporation Weyland-Yutani. Malgré son rapport concernant l’incident survenu sur le Nostromo, elle n’est pas prise au sérieux par les militaires quant à la présence de xénomorphes sur la planète LV-426 où se posa son équipage… planète où plusieurs familles de colons ont été envoyés en mission de "terraformage". Après la disparition de ces derniers, Ripley décide d'accompagner une escouade de marines dans leur mission de sauvetage... et d’affronter à nouveau la Bête.
En 2004, un satellite détecte un mystérieux flux d'énergie localisé sur l'île Bouvet, au large de l'Antarctique. Le riche industriel Charles Bishop Weyland (Lance Henriksen) fait enquêter les employés de son entreprise multinationale de communications Weyland Industries sur la source de chaleur. L'analyse révèle une pyramide recouverte par la banquise. Weyland recrute une équipe de scientifiques pour explorer et revendiquer ce qui y sera découvert. L'équipe comprend des archéologues, des experts linguistiques, des mercenaires, des foreurs (pour creuser la banquise pour atteindre la pyramide), et une guide nommée Alexa Woods (Sanaa Lathan).
Territoire du Nouveau-Mexique, 1873. Un homme amnésique (Daniel Craig) se réveille dans le désert, blessé, sans nom et avec un bracelet étrange au poignet. Après avoir éliminé trois hommes sur le point de le tuer, il erre dans la petite ville d'Absalom, où le prêcheur local, Meacham (Clancy Brown), soigne sa blessure. Peu après, l'homme sans nom brutalise Percy Dolarhyde (Paul Dano), un ivrogne qui terrorisait la population. Dans un bar, le shérif Taggart (Keith Carradine) le reconnaît alors comme étant Jake Lonergan, un bandit recherché, et l'arrête. Jake tente de s'échapper mais une mystérieuse femme nommée Ella Swenson (Olivia Wilde) l'assomme pour le livrer aux autorités. L'éleveur de bétail Woodrow Dolarhyde, parfois appelé « le colonel », (Harrison Ford) arrive en ville avec ses hommes et exige que son fils Percy soit libéré. Il veut également la peau de Jake, avec qui il a un compte à régler. Mais des vaisseaux lumineux commencent à attaquer la ville, et Percy, le shérif Taggart et de nombreux habitants sont enlevés. À l'aide de son mystérieux bracelet à son poignet, Jake abat un des engins volants. L'occupant du vaisseau, une créature monstrueuse, s'échappe dans le désert.
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.
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.