雷?費瑞爾（湯姆·克魯斯飾）與前妻育有一雙子女，因疏于家庭責任導致關系破裂。外星人入侵迫使他暫時代為照顧女兒瑞秋（達科塔·范寧飾）。暴雨夜，巨型三腳機甲突然破土而出，火星人展開無差別屠殺。雷帶著瑞秋穿越淪陷區逃亡，在極端環境下迸發出驚人求生意志，途中目睹紐約斷電、軍隊潰敗等末世景象。當局所有反擊均告失敗，全球陷入癱瘓狀態。逃亡過程中父女情感逐漸修復，雷為保護女兒多次冒死突破重圍，在波士頓郊外見證機甲突然集體癱瘓。最終人類發現火星入侵者因地球微生物感染而滅亡，劫后余生的雷將瑞秋交還母親（米蘭達·奧圖飾），與前妻達成和解。