Orpheline depuis l'âge de 9 ans, Eleanor, dite Ellie, a toujours nourri cette passion pour l'astronomie dont elle a fini par faire son métier. Scientifique réputée, elle scrute désormais les tréfonds de l'univers, à la recherche d'une hypothétique vie extraterrestre, pour le compte du fortuné David Drumlin. Persuadé de travailler à fonds perdus, celui-ci la licencie alors qu'elle pense toucher au but. Ellie décroche le soutien financier d'un milliardaire excentrique, SR Hadden, et d'un conseiller du président des Etats-Unis, Palmer Joss, et peut ainsi poursuivre son écoute du ciel. Enfin, au bout de longs mois, elle capte un signal artificiel venant de Véga...