1873年的美国西部，杰克·洛根（丹尼尔·克雷格DanielCraig饰）突然醒来，发现自己身处荒漠。自己为什么会在这儿，完全不记得了，身上仅有手腕上的一个神秘金属装置。为了找回失去的记忆，杰克回到了小镇上。但是他发现小镇上的居民对他却不怎么友好，而且想要在小镇上呆下去，必须得到伍德罗（哈里森·福特HarrisonFord饰）这位小镇开拓者的首肯才行。可是，最恐怖的事情却发生了，几艘诡异的外星飞船突然出现，并用劫掠走了小镇上的很多人。这时，杰克突然触动了手腕上的金属装置，将一艘外星飞船打了下来，并组建找回了部分记忆。为了救回被抓走的人们，查明这些不明外星飞船的意图。小镇上团结起来，在杰克和伍德罗的带领下，向着外星飞船飞走的方向，去寻找答案。
1873 年，新墨西哥州，一名男子在沙漠中受伤醒来，左手腕上戴着一个奇怪的金属手镯，并且失去了记忆。他漫步进入赦免镇，传教士米查姆在那里治疗他的伤口。警长约翰·塔格特认出这名陌生人是通缉犯杰克·罗纳根，并试图逮捕他。杰克差点逃跑，但一个名叫埃拉·斯文森的女人阻止了。塔格特和他的手下准备将杰克和脾气暴躁的年轻酒鬼珀西·多拉德送往圣达菲接受审判。
珀西的父亲伍德罗·多拉德上校是一位残忍的养牛大亨，他带着武装人员来到这里，要求释放珀西。他还想要杰克，因为杰克偷了他的金子。在对峙期间，外星飞船开始攻击该镇。珀西、塔格特和其他镇民被从船底发射的抓索绑架。杰克的手镯莫名其妙地激活并变形，变成了武器；他击落了一艘船，结束了袭击。
多拉德、艾拉和其他镇民组成了一个小队，追踪一名从沉船中逃出的受伤外星人。与此同时，杰克前往一间废弃的小屋，在闪回中，他回忆起带着偷来的黄金回到那里，然后和一个名叫爱丽丝的女人一起被外星人绑架的情景。杰克恢复了记忆，加入了队伍。晚上，他们发现了一艘倾覆的明轮 汽船，这艘汽船显然是外星人在远离任何大河的地方倾倒的。他们在里面扎营；夜间，外星人杀死了米查姆，米查姆牺牲自己来拯救塔格特的孙子埃米特。
到了早上，大部分队伍都逃走了，杰克的前帮派攻击了其余的人。杰克在上次抢劫后偷走了该团伙的战利品，他试图重新夺回控制权，但遭到挫败。外星人再次袭击并绑架了艾拉。杰克跳上船并攻击外星飞行员，导致船坠入河中。飞行员在坠机事故中幸存下来，并袭击了艾拉，将她打成致命伤，然后杰克用手腕爆能枪杀死了她。
剩下的队伍被奇里卡瓦阿帕奇 美洲原住民抓获，他们指责他们对外星人的袭击负责。艾拉的尸体被奇里卡瓦战士扔进火里后，她复活并从火中出现。艾拉透露自己来自另一个外星种族，在入侵者摧毁了她的家园后，她来到地球帮助抵抗入侵者。外星人——开采黄金并绑架人类进行实验——拥有更先进的武器，比人类更强大、更耐用；只有杰克的手腕武器或步枪瞄准的子弹才能一枪杀死他们。艾拉告诉他们，之前的袭击者只是侦察兵。
她还声称杰克掌握着外星人行踪的秘密，并认为他们必须在入侵者消灭地球上所有生命之前击败外星人。服用阿帕奇巫师提供的药物后，杰克的记忆恢复了。他回忆起目睹爱丽丝被活体解剖并安乐死的情景；他偷走了手腕上的手镯，逃脱了。他还记得外星人行动基地的位置：他们登陆的母舰。
有了这些知识，他们计划攻击外星人基地。杰克离开去说服他的老帮派加入战斗，而多拉德则指挥原来的帮派和阿帕奇人。在联合部队操纵外星人进行地面战斗后，杰克和艾拉登上船并释放了俘虏，但杰克被俘虏了。多拉德救了他，两人在杀死了造成爱丽丝死亡的外星人后逃离了飞船（被确认为杰克在最初逃跑时在眼睛上留下了明显的疤痕）。当剩下的外星人逃离地球时，飞船起飞了，但艾拉留在船上结束了威胁：她进入飞船核心并将杰克的手腕武器变成了炸弹，牺牲了自己；它爆炸，摧毁了这艘船。
随着外星人的消失，获救的镇民开始回忆起他们的过去。杰克仍然是一名通缉犯，他选择离开；警长和多拉德决定声称他在入侵中被杀。居民们打算用从外星人那里夺来的黄金重建他们的城镇。