Orpheline depuis l'âge de 9 ans, Eleanor, dite Ellie, a toujours cultivé une passion pour l'astronomie, qu'elle a choisi comme métier. Scientifique réputée, elle scrute désormais les tréfonds de l'univers, à la recherche d'un hypothétique signal de 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 États-Unis, Palmer Joss, et peut ainsi poursuivre son écoute du ciel. Au bout de longs mois, elle capte enfin un signal artificiel, en provenance de l'étoile Véga...

Jack, jeune comédien au chômage souffrant de claustrophobie, occupe pendant quelque temps l'appartement d'un ami. Profitant de la vue panoramique, il observe sa charmante voisine, Gloria, dont il ne tarde pas à devenir fou amoureux. À force de l'épier, il assiste un jour à l'assassinat de la jeune femme…