Le 17 novembre 2016, Thomas Pesquet s'envole pour sa première mission à bord de la Station spatiale internationale. En orbite à 400 kilomètres de la Terre, durant ces six mois où le monde semble basculer dans l’inconnu, un dialogue se tisse entre l'astronaute et l’œuvre visionnaire de Saint-Exupéry qu’il a emportée dans la station spatiale.
Le film est divisé en quatre actes distincts. Daniel Richter incarne l'Australopithecus afarensis qui découvre l'usage de l'outil après avoir touché le monolithe dans le premier acte qui se déroule « à l'aube de l'humanité » ; William Sylvester joue le docteur Heywood R. Floyd dans le second acte quand, en 2001, le même monolithe est découvert sur la Lune. Keir Dullea (Dr David Bowman) et Gary Lockwood (Frank Poole) apparaissent dans le troisième acte en tant qu'astronautes entreprenant un voyage vers Jupiter à bord du vaisseau Discovery One, suivant le signal émis par le monolithe lorsqu'il a été découvert sur la Lune. Douglas Rain est la voix de l'ordinateur de bord sentient HAL 9000, qui commande toutes les fonctions du vaisseau. Dans l'acte final, le film suit le périple de l'astronaute David Bowman « au-delà de l'infini ».
Sur Terre, dans un futur proche, l’ingénieur et astronaute de la NASA Roy McBride s'occupe de la maintenance d'une antenne de 30 km de hauteur. Celle-ci est détruite lors d’une surcharge électrique venue de Neptune, qui cause des ravages également sur Terre.
Tetsurô est rentré sur Terre qui est aux mains des soldats de la reine Prométhium. Maetel lui demande de le rejoindre afin de retrouver le Galaxy Express 999 et d'y faire un nouveau voyage. Il devra combattre Faust aidé du capitaine Harlock.
Dans un futur lointain, la Terre est devenue une « planète interdite » pour les humains éparpillés dans l'Espace : la planète ne dispose pas d'assez de ressources pour héberger toute l’Humanité. Le commandant du vaisseau spatial Arcadia, le capitaine Albator, est un pirate de l’espace épris de liberté. Condamné à mort, il demeure insaisissable. Albator a choisi d'affronter la Coalition GAIA.
Mayu (Stellie dans la version française d'Albator 78) est en vacances. Elle joue de l'ocarina sur un barrage. À la surprise de l'équipage, le vaisseau Arcadia (Atlantis dans la version française d'Albator 78) se met à se mouvoir de lui-même au son de la mélodie jouée par Mayu (Stellie). Harlock (Albator) tente de reprendre le contrôle des commandes mais la barre refuse d'obéir à sa manœuvre. Harlock (Albator) finit par comprendre et laisse finalement l'âme de feu son meilleur ami, constructeur de l'Arcadia (Atlantis), diriger le vaisseau vers la Terre, à la rencontre de la fillette...
Un pilote, Albator, et un ingénieur, Alfred, se rencontrent à une époque où la Terre est occupée par des humanoïdes. Ensemble, à bord de l'Atlantis, ils partent pour sauver Tokarga qui est sur le point d'être détruite.
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 ».
Des chercheurs installés sur la Lune doivent effectuer une mission vers une planète considérée comme habitable. Cependant, la mort inexpliquée de plusieurs astronautes compromettent fortement leur voyage.
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).
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.
Durant le voyage-retour du cargo spatial Nostromo après une mission commerciale de routine, l'équipage, cinq hommes et deux femmes plongés en hibernation depuis dix mois sont tirés de leur léthargie plus tôt que prévu par l'ordinateur de bord du vaisseau. Ce dernier a en effet capté des signaux sonores dans l'espace et, du fait d'une clause attenante à leur contrat de navigation, l'équipage du vaisseau est tenu de vérifier tout indice de vie extraterrestre.
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.
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.