Orpheline de mère, Ellie Arroway a été élevée par son père, Ted, prématurément disparu lui aussi, qui a entretenu son rêve d'entrer en communication avec d'autres mondes. Devenue une brillante astronome, elle a choisi de rester à l'écoute du ciel, guettant inlassablement un signe d'intelligence extraterrestre. Des recherches vaines aux yeux de son mentor, David Drumlin, qui décide un jour de lui "couper les vivres". Elle finit par persuader l'excentrique milliardaire S.R. Hadden de financer ses travaux. Et c'est grâce aux vingt-sept paraboles géantes plantées dans le désert du Nouveau-Mexique qu'Ellie capte un jour un signal étrange en provenance de l'étoile Vega...