En el Nueva York de los años treinta (Gran Depresión) la vida está llena de dificultades. La cantante Fanny Brice se acaba de divorciar y no consigue encontrar trabajo. Pero, un día, tiene la suerte de conocer a Billy Rose, un escritor de canciones que posee un nightclub. Continuación de "Funny Girl" (1968) de William Wyler, también con Barbra Streisand.

Una noche, cerca de su casa, en Indiana, Roy Neary (Richard Dreyfuss) observa en el cielo unos misteriosos objetos voladores. Obsesionado por comprender lo que ha visto, se distancia de su esposa (Teri Garr). Neary encuentra apoyo en Jillian Guiler (Melinda Dillon), que también fue testigo de esas visiones nocturnas. Juntos buscan una respuesta a ese misterio que ha alterado sus vidas. Al mismo tiempo, un nutrido grupo de científicos internacionales, bajo la dirección de Claude Lacombe (François Truffaut), empieza a investigar las apariciones de OVNIS y otros extraños fenómenos.