Ellie memiliki bakat untuk sains dan didorong oleh ayahnya yang suka untuk berkomunikasi dengan orang-orang di kota-kota yang jauh dengan HAM Radio C-Q-nya. Ellie melakukan kontak dengan seseorang di Pensacola, Florida, komunikasi terlamanya sejauh lebih dari seribu mil dari rumahnya di dekat Madison, Wisconsin. Malam itu Ellie bertanya apakah dia bisa memiliki pemancar yang cukup kuat untuk berbicara dengan almarhum ibunya (yang meninggal saat melahirkan). Ayahnya mengatakan dia tidak tahu tetapi menunjukkan bahwa Ellie cukup ulet sehingga dia mungkin bisa menyelesaikan tugas seperti itu suatu hari nanti.
Ayah Ellie meninggal suatu malam saat mereka melihat bintang. Ellie tampaknya menyalahkan dirinya sendiri karena tidak memberi ayahnya obat jantung tepat waktu. Ellie tumbuh menjadi astrofisikawan yang brilian, mendapatkan gelar doktor dan memulai penelitiannya dengan SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence Institute) di Arecibo di Puerto Rico. Bergabung dengannya ada astrofisikawan lain, Kent, yang buta tetapi memiliki pendengaran yang luar biasa.
Mengambil tindakan, Ellie dan timnya berkumpul untuk mencoba dan mendapatkan dana untuk proyek mereka dari sumber pribadi. Ellie dan timnya menghabiskan 18 bulan mencari, sebelum menemukan dermawan mereka dalam bentuk S. R. Hadden (John Hurt), seorang investor miliarder yang dikenal karena inovasi dan tidak disukai di komunitas ilmiah. Saat memberikan presentasi kepada dewan direksi Hadden Industries, Ellie menjadi konfrontatif ketika tampaknya dewan tidak tertarik untuk mendanai proyeknya. Salah satu anggota dewan menerima panggilan telepon tak terduga dan memberi tahu Ellie bahwa dia memiliki dana. Ellie melihat ke kamera observasi di dekatnya dan berkata, "Terima kasih."
Pendanaan Hadden memungkinkan Ellie memiliki akses ke 'Very Large Array' (VLA) di New Mexico, sebuah fasilitas dengan 27 antena antena radio besar yang digunakan Ellie untuk melanjutkan pencariannya. Bahkan di sini, Drumlin dan komunitas ilmiah tidak ketinggalan. Dengan 4 tahun tidak menemukan apa-apa, dan meskipun semua pendanaan untuk proyek diprivatisasi oleh Hadden Industries, dan karena pengejaran tanpa henti Ellie dan reputasi eksperimen aneh, proyek ini masih dalam bahaya ditutup setelah Drumlin meyakinkan komunitas ilmiah bahwa itu adalah pemborosan sumber daya. Meski begitu, Ellie bersumpah untuk tidak menyerah.
Suatu malam, saat mendengarkan dengan seksama, Ellie mendengar sinyal yang kuat. Dia dan timnya menganalisis sinyal yang mulai mengirimkan pola bilangan prima. Mereka menentukan bahwa itu berasal dari bintang Vega, dikonfirmasi oleh orang lain di seluruh dunia, tak dapat disangkal dan kuat dalam kekuatan berdenyut, yang sangat mirip dengan detak jantung. Astronom lain di negara-negara di seluruh dunia tertarik untuk merekam sinyal, karena VLA hanya disejajarkan dengan Vega untuk jangka waktu tertentu. Tak lama kemudian, Drumlin menyisipkan dirinya ke dalam situasi, mengambil tugas untuk pekerjaan Ellie. Ellie juga ditekan oleh Penasihat Keamanan Nasional presiden, Michael Kitz (James Woods) yang ingin memmiliterisasi proyek tersebut, merasa bahwa karena negara lain telah mendengar pesan tersebut, Ellie telah membahayakan keamanan nasional. Pesan tersebut, bagaimanapun, ditransmisikan dalam pulsar yang sama dengan bilangan prima, yaitu Ellie menjelaskan bahwa matematika adalah bahasa universal, membuktikan pesan itu tidak dimaksudkan hanya untuk Amerika Serikat atau pemerintahnya.
Kitz dan asistennya Rachel Constantine (Angela Bassett) memberi tahu Presiden ketika umpan video Hitler ditemukan tercampur ke dalam pola pulsa bilangan prima. Itu dari Olimpiade 1936, sinyal televisi pertama yang cukup kuat untuk meninggalkan atmosfer, tetapi implikasinya mengancam. Mereka merenungkan apakah intelijen alien melihat sekutu di Hitler, atau hanya memantulkan sinyal kembali ke Bumi. Juru bicara pemuka agama Richard Rank (Rob Lowe) melaporkan bahwa kubu fundamentalis waspada. Pada saat yang sama, kerumunan besar orang turun ke kompleks VLA di New Mexico, mencoba mendengar sinyal. Beberapa datang untuk mendukung, yang lain, seperti fanatik agama bernama Joseph (Jake Busey), datang untuk mengutuk Ellie dan yang lainnya, berkhotbah menentang sains dan mengklaim bahwa dewa ada di Vega.
Tidak lama kemudian ditemukan bahwa interlaced dalam sinyal TV, adalah sejumlah halaman data digital, lebih dari 60.000 total. Ellie kemudian diberi wewenang atas penguraian, tetapi setelah berbulan-bulan, tepi halaman tampaknya tidak mempunyai baris. Ellie segera mendapatkan jawabannya dan Haden ingin langsung bertemu dengan Ellie secara pribadi. Hadden menunjukkan pengetahuan yang cukup tentang Ellie sendiri, mengatakan bahwa dia lebih suka mengetahui sebanyak mungkin tentang investasinya. (Salah satu klip video yang dia gunakan adalah video Ellie yang dipresentasikan ke dewan perusahaannya, menunjukkan bahwa dia membuat panggilan telepon yang mendapatkan Ellie pendanaannya.) Ellie awalnya konfrontatif, mengatakan bahwa Hadden telah membahayakan keamanan di sekitar proyek tetapi tampaknya mundur sedikit ketika Hadden mengatakan kepadanya bahwa dia sekarat dan ingin memberikan sesuatu kembali ke dunia, yang dia eksploitasi selama beberapa dekade membangun kekayaannya.
Hadden kemudian menjelaskan bahwa Ellie dan timnya telah menguraikan halaman hanya dalam dua dimensi. Halaman-halaman itu tampaknya, dibuat dalam tiga dimensi oleh kecerdasan yang akan bekerja dengan cara itu untuk efisiensi. Dengan ilham ini, Ellie dapat menemukan "primer", atau kunci untuk memecahkan kode pesan alien. Di dalam halaman, tampaknya ada beberapa bentuk cetak biru. Sementara Ellie berspekulasi mereka bisa menjadi transportasi, Kitz dan detail keamanannya merasa itu bisa menjadi senjata dari beberapa jenis, jatuh kembali pada spekulasi bahwa setiap bentuk kehidupan asing akan memusuhi umat manusia.
Tim dekripsi dapat menemukan bahwa rencana tersebut memang untuk jenis transportasi dan berisi gambar sosok mirip manusia. Konstruksi mesin tersebut diperkirakan menelan biaya sekitar 300 miliar dolar, dengan sejumlah negara berlomba-lomba untuk dapat bergabung dalam konstruksi, atau meminta perwakilan dari negara mereka bersaing untuk mendapatkan kesempatan bepergian dengan mesin tersebut.
Panel khusus dibentuk untuk memilih kandidat yang tepat untuk perjalanan tersebut. Ellie terkejut ketika Drumlin mengundurkan diri dari jabatannya untuk menjadi kandidat. Ellie juga seorang kandidat, dan berhasil mencapai babak final. Palmer (yang ada di panel) menghilangkan peluang Ellie untuk dipilih dengan menanyakan apakah dia percaya pada Tuhan. Ellie secara tidak langsung menjawab pertanyaan dengan tidak menyatakan jawaban langsung. Keragu-raguannya kemudian diambil oleh Drumlin, yang kemudian berbicara 'dengan penuh semangat', menggunakan Tuhan dalam kata penutupnya. Sikapnya yang 'megah' terhadap pers berhasil, dan dia dipilih untuk pergi. Ellie merasa dikhianati oleh Palmer, yang menyatakan bahwa dia tidak bisa memilih seseorang yang tidak percaya pada Tuhan. Ellie dengan marah mengatakan kepadanya bahwa dia mengatakan yang sebenarnya, sedangkan Drumlin hanya memberi tahu mereka apa yang ingin mereka dengar. Dia kemudian mengembalikan kompas yang dia berikan padanya.
Setelah beberapa tahun konstruksi, mesin besar itu selesai di Cape Canaveral, dan uji coba pertamanya disiarkan di semua jaringan berita utama. Sementara Drumlin mengawasi pengujian dari mesin, Ellie diizinkan menjadi bagian dari tim kontrol pengujian di Mission Control NASA. Semua tampaknya berjalan dengan baik dalam pengujian, sampai Joseph (yang Ellie pernah lihat sebelumnya berkhotbah menentang proyek di VLA di New Mexico) terlihat di kamera keamanan di gantry mesin, mengenakan seragam teknisi curian dan dengan bahan peledak diikatkan ke tangannya. Drumlin dan sejumlah orang mencoba untuk menangkapnya, tetapi Joseph meledakkan bahan peledak, menghancurkan mesin dan orang-orang yang melakukan tes di dalam mesin, termasuk Drumlin.
Ellie kembali ke VLA, sedih karena penemuannya atau kesempatan untuk melakukan kontak tampaknya telah pupus. Malam itu, dia terkejut menemukan pesan satelit di apartemennya. Uplink menghubungkannya ke Stasiun Luar Angkasa MIR, yang kini menjadi rumah bagi S.R. Hadden, sebagai cara untuk mencoba dan memperlambat kanker stadium akhir yang 'memakannya hidup-hidup.' Untungnya, Hadden menunjukkan kepada Ellie bahwa perusahaannya diam-diam telah membangun mesin kedua secara rahasia di pulau Hokkaido di Jepang, dan bahwa dia ingin Ellie melakukan perjalanan ini.
Ellie diterbangkan ke kapal khusus tak jauh dari lokasi, di mana dia bertemu dengan kru mesin, dan diberikan jadwal pra-penerbangan, menunjukkan segalanya mulai dari perlengkapan bertahan hidup, hingga pil bunuh diri jika dia terdampar di luar angkasa. Sesaat sebelum perjalanan, dia bertemu kembali dengan Palmer, yang mengembalikan kompas yang dia berikan selama pertemuan terakhir mereka. Dia kemudian mengungkapkan bahwa dia telah datang untuk peduli padanya, dan bahwa sebelumnya, dia tidak ingin dia pergi, takut dia tidak akan pernah kembali.
Ellie kemudian dimasukkan ke dalam pod transportasi. Pengaktifan dan pengoperasian mesin terbukti sangat kuat dan kontak video/audio dengan Ellie hampir hilang karena energi luar biasa yang diproyeksikan mesin. Dia mengulangi bahwa dia "Oke untuk pergi!" dan didengar oleh Kent, yang hanya bisa mendengar suaranya dalam gangguan. Pod diluncurkan ke tengah mesin, dia muncul untuk melakukan perjalanan melalui beberapa lubang cacing, melihat potongan mesin tak diketahui, dan sebuah kota di planet yang jauh di planet sana. Pada satu titik, Ellie memisahkan diri dari kursi penahan di pod untuk mengambil kompas Palmer yang terlepas dari lehernya. Kursi itu pecah dengan keras dari pengikatnya dan terbanting ke sisi pod, memenuhi prediksi Palmer bahwa kompas suatu hari akan menyelamatkan hidupnya. Saat Ellie menatap melalui dinding pod, tembus pandangnya mengungkapkan peristiwa surga yang indah. Sebelum dia menyadarinya, dia melayang ke pendaratan lembut di lingkungan pantai berpasir (mirip dengan yang dia gambar dari Pensacola sebagai gadis kecil). Tiba-tiba, dia melihat gambar berkilauan bergerak ke arahnya. Saat itu semakin dekat, dia terkejut melihat bahwa itu adalah ayahnya.
Foto: scifimoviezoneMeskipun begitu, dia segera menentukan bahwa segala sesuatu (pantai, gambar Ayahnya) tidak nyata, tetapi kenangan dan pikiran yang diambil dari pikirannya oleh alien (yang telah menyamar sebagai Ayahnya). Dia menjelaskan bahwa ini adalah cara untuk memungkinkan mereka membuat segalanya lebih nyaman baginya. Alien mengungkapkan bahwa sinyal siaran dari Olimpiade 1936 adalah bagaimana alien tahu tentang Bumi, dan bahwa ada banyak lainnya di luar angkasa. Ketika Ellie bertanya tentang sistem transportasi, alien menjelaskan bahwa ras mereka menemukannya, tetapi mereka tidak tahu siapa yang membangunnya. Alien menjelaskan bahwa dalam memeriksa ingatannya, manusia merasa 'sangat kesepian'. Tetapi bagi alien, satu hal yang mereka temukan yang membuat mereka nyaman adalah satu sama lain. Alien menjelaskan bahwa Ellie harus pulang. Namun, dia mencoba untuk mengajukan lebih banyak pertanyaan, tetapi diberitahu oleh alien bahwa dia telah mengambil langkah pertama, dan pada waktunya, umat manusia akan membuat langkah lain, dan mencari tahu lebih banyak. "Begitulah cara yang telah dilakukan selama miliaran tahun," jelasnya. Langit di atas pantai mulai berputar kembali ke lubang cacing lain dan dia menghilang.
Pod mendarat di jaring di bagian bawah mesin. Direktur misi mengatakan kepadanya bahwa ada kerusakan. Menanyakan untuk mengetahui berapa lama dia pergi, dia terkejut ketika dia diberitahu bahwa pod itu jatuh begitu saja melalui mesin. Rekaman dari sejumlah kamera video menegaskan hal itu, dan perekam video yang ada di topi baja komunikasinya hanya merekam statis.
Setelah peristiwa ini, Kitz mengundurkan diri dari jabatannya sebagai Penasihat Keamanan Nasional, dan mengadakan penyelidikan untuk mencari tahu 'apa yang sebenarnya terjadi.' Selama penyelidikan, Kitz berasumsi bahwa seluruh peristiwa itu adalah tipuan: dari pesan alien hingga cetak biru konstruksi. Perasaannya adalah bahwa itu semua adalah skema yang dilakukan oleh S.R. Hadden, mungkin dalam beberapa ide gila untuk menyatukan dunia (Hadden tidak dapat dipresentasikan ke panel, karena dia telah meninggal di atas MIR, akhirnya menyerah pada kanker). Bahkan dengan Kitz menuntut jawaban, Ellie menjelaskan bahwa tanpa bukti atau bukti apa pun, dia sangat yakin bahwa dia memang melakukan perjalanan ke Vega, dan bahwa dia memang mengalami pertemuan dengan makhluk lain dan berharap dia bisa berbagi pengalaman dengan seluruh umat manusia. Sidang berakhir, dan Palmer ada di sana untuk menemaninya. Di luar gedung Capitol di Washington, sejumlah orang ada di sana, banyak yang mendukung teori Ellie. Saat dia dimasukkan ke dalam mobil, Palmer dimintai pendapatnya. Menyatakan bahwa karena dia adalah 'orang beriman,' dia terikat oleh perjanjian yang berbeda dari Ellie. Namun meski begitu, dia menyatakan bahwa dia percaya padanya.
Setelah penyelidikan, Kitz sedang berdiskusi dengan Rachel Constantine. Setelah mendiskusikan temuan komite investigasi, Rachel menjelaskan kepada Kitz bagaimana tampaknya dia mengabaikan bagian laporan terkait perekam video Ellie. Sementara Kitz mengatakan bahwa itu baru saja merekam statis, Rachel telah menemukan dalam laporan bahwa itu benar-benar merekam 18 jam statis, jumlah waktu yang tepat yang diyakini Ellie dalam perjalanannya.
Ellie tidak lama kemudian diberikan hibah untuk melanjutkan pekerjaannya. Dia memberikan sekelompok siswa sekolah dasar tur fasilitas VLA. Ketika salah satu dari mereka bertanya padanya apakah mungkin ada kehidupan di luar angkasa, dia menggemakan sentimen ayahnya sejak dia masih muda, "Jika kehidupan di luar angkasa tidak ada, maka semesta akan sia-sia." Akhir film dipotong untuk beberapa waktu kemudian. Ellie masih bekerja di VLA dan bahkan lebih banyak parabola dibuat untuk memungkinkan tim mencari lebih jauh ke luar angkasa. Dedikasi film tersebut kepada mendiang astronom Carl Sagan, penulis novel yang menjadi dasar film tersebut, mendahului kredit penutup.
