故事发生在现代的美国。主人公雷·费罗（汤姆·克鲁斯饰）是一位普通的蓝领工人，与前妻玛丽安（米拉·乔沃维奇饰）离婚后独自抚养着两个孩子，亚历克斯（贾斯汀·查特文饰）和雷切尔（达科塔·范宁饰）。
一天，突如其来的外星人入侵地球。巨大的三脚机器人出现在城市中，并开始无情地摧毁一切遇到的东西，将人类置于毁灭的边缘。雷和他的孩子们在混乱中艰难逃脱，并决定前往波士顿找到雷的前妻和她的新丈夫。他们开始了一段危险的逃亡之旅。
途中，雷和孩子们遇到了其他幸存者，包括一个叫做奥吉尔维（蒂姆·罗宾斯饰）的疯狂人和一个叫做哈里特（米伦·克劳斯饰）的女人。他们一起努力生存，并避开外星人的追捕。在逃亡的过程中，他们目睹了无数的死亡和毁灭，并面临着来自外星人的恐怖威胁。
雷最终决定为了拯救自己的孩子们，勇敢地面对外星人。他们发现这些机器人的行动被一个庞大的三脑系统控制，而该系统的位置恰好是在一艘埋藏在地下的飞船中。雷与亚历克斯成功进入飞船，并通过破坏核心装置来摧毁了三脑系统，使外星人的入侵最终停止。
故事以雷和他的孩子们幸存下来，并与其他幸存者重聚的场面结束。尽管经历了巨大的破坏和失去了许多生命，但人类最终战胜了外星人的侵略，重新开始了重建的旅程。