弗兰克（莱昂纳多·迪卡普里奥 Leonardo DiCaprio饰）是FBI有史以来年龄最小的通缉犯。他的犯罪手段神通广大，伪装身份的能力超乎常人，全美各地几乎都留下他的犯罪足迹。乔装医生、律师、飞行员，统统都是他曾经的身份。当然，弗兰克凭着这个“本领”，骗取了高达几百万的金额。
活得逍遥快乐的弗兰克这次又成功伪造了一份学历证明，去医院做起了大夫。弗兰克不但在这里认识了护士布雷达（艾米·亚当斯 Amy Adams饰），二人擦出爱火花，还通过布雷达的父亲得到了一份检察官助理的优差。然而，这只是暴风雨前夕——一双眼睛已经盯住了弗兰克，誓要把他绳之于法不可。这就是FBI探员卡尔（汤姆·汉克斯 Tom Hanks饰）。
在研究追捕弗兰克的过程中，卡尔领教到这个犯罪天才的过人智商。他屡次被弗兰克这个黄毛小子捉弄，心里又恨又不得不佩服。每当弗兰克有惊无险地从他的精心布局中逃脱时，这个猫鼠游戏显得有趣起来……

地球的上空突然出现了十二架贝壳状的不明飞行物，悬浮在十二个不同的国家的上空，外星人向人类发出了讯号，但人类却并不能够解读。美国军方找到了语言学家路易斯（艾米·亚当斯 Amy Adams 饰）和物理学家伊恩（杰瑞米·雷纳 Jeremy Renner 饰），希望两人能够合作破解外星人的语言之谜。经过数次的接触，路易斯发现外星人使用了一种极为特殊的圆环状的文字，并逐渐了解了其中的奥妙。由于一直无法确定外星人来到地球的真正目的，中国、俄罗斯等四国决定对外星人发起进攻，美方亦决定放弃研究将全部人员撤离，在这个节骨眼上，路易斯终于明白了外星人的意图，利用外星人赋予她的特殊的“武器”，路易斯以一人之力改变了未来。