L'histoire débute un jour de 1914, dans un temple d’Égypte. Un archéologue italien décrit à son assistant anglophone sa compréhension d'une fresque gravée sur un mur du bâtiment : il s'agirait d'une sorte de plan de bataille. D'un côté se trouve l'ennemi absolu, le Mal, dont la venue est permise par un alignement de planètes qui a lieu tous les 5000 ans. Il y a de l'autre côté quatre éléments qui entourent un cinquième mis à part, de forme humanoïde. La représentation d'une arme absolue permettant de combattre le Mal est gravée de part et d'autre des antagonistes.
Dans le futur, Mars est colonisée et exploitée pour le turbinium enfoui dans son sous-sol. La planète est tyranniquement administrée par Vilos Cohaagen, qui contrôle les mines et l'approvisionnement en oxygène.
À la suite de la rencontre historique Apollo-Soyouz en 1975 entre les Américains et les Russes, d'autres nations envoient des astronautes rejoindre la station spatiale. Dans les siècles suivants, de nombreux extraterrestres, de toutes formes, les rejoignent. Rebaptisée Alpha, celle-ci devient trop vaste et risque de s'écraser sur la Terre. D'un commun accord, les dirigeants des races qui peuplent l'immense station décident de l'éloigner de la Terre. Pendant son voyage, elle continue cependant de croître jusqu'à héberger 17 millions d'êtres vivants.
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.
Le docteur Daniel Jackson est rejeté par la communauté des autres égyptologues en raison de ses théories controversées sur la fonction des pyramides d'Égypte qui seraient des lieux d'atterrissage de vaisseaux spatiaux. Cependant, à la sortie d'une conférence, il est recruté par Catherine Langford pour travailler sur un projet secret de l’armée américaine.
L'action se déroule en 1985 dans une Amérique alternative, dans laquelle des héros costumés ont modifié l'histoire. Une première équipe de super-héros, les Minutemen, s'est constituée à la fin des années 1930 et une deuxième équipe, les Watchmen, s'est formée quelques décennies plus tard. Les États-Unis ont gagné la guerre du Viêt Nam grâce au docteur Manhattan et Richard Nixon en est à son cinquième mandat présidentiel, mais les héros costumés ont été déclarés illégaux par le Congrès. Ils ont tous pris leur retraite sauf deux : le brutal et cynique Comédien, qui travaille à présent pour le gouvernement, et le paranoïaque et incontrôlable Rorschach qui est recherché par la police. Le monde se dirige quant à lui vers une guerre nucléaire entre les États-Unis et l'Union soviétique.
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.
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.
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.