埃莉·愛羅薇帶領自己的團隊監聽來自宇宙的各波段的資訊，從中識別出表達智慧的訊號。在經歷了贊助商撤資、百般求告無門、峰迴路轉的一連串經歷後，他們終於發現了26光年外的織女星方向傳來的訊號。
經過解密，竟然是1936年柏林奧運會開幕式上希特勒的演講畫面。進一步的研究表明，外星人在發來的資訊中包含了大量的工業設計圖紙，告訴人類如何建造一個只能容納單人的飛行器，憑藉蟲洞直通織女星。
機器建成後，作為首選飛行員的愛羅薇因堅不信教，而被信仰基督教的男友帕爾默·喬斯投下反對票。然而機器卻在發射前被一個宗教極端分子的自殺式攻擊摧毀。萬幸的是，北海道那裡造了個完全相同的二號機，愛羅薇終於成功赴約，在18個小時的“星際迷航”後，瞭解到了外星人的宏偉思想、生命。可惜當她回來報告這一切時，除了喬斯，無人相信她的故事，因為從觀測器上看，她幾乎一秒鐘都沒有離開過地球。
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