ベンと簡単な言葉を交わしたキャシーは、彼と別れて帰宅し、父オリヴァー（ロン・リビングストン）の様子を見て弟サム（ザカリー・アーサー）の部屋に向かい、歌を歌ってあげる。
翌日、巨大な飛行物体が上空に現れ、世界中が混乱する。
物体がオハイオ上空を移動することを知ったキャシーら家族は、”アザーズ”と呼ばれることになるそれを確認する。
避難する住人もいる中、登校したキャシーは、授業中に停電になったために驚き、携帯電話が使用不能になる。
道路では車が事故を起こし、操縦不能になった旅客機が墜落する。
目の前の光景に驚くキャシーは、アザーズが、電磁パルスを使い電子機器を制御不能にしたことを知る。
あらゆるエンジンは停止して電気や水道も使えなくなっり、それが”ファースト・ウェイブ”だった。
サムと共に川に水を汲みに行ったキャシーは、激しい地震と洪水に襲われ、木に登り何とか助かる。
大規模な”セカンド・ウェイブ”が起きて、海岸沿いの都市と島は、大津波により消滅する。
その後、世界中で鳥インフルエンザが蔓延する”サード・ウェイヴ”が始まり、隔離されるリズの様子を見に行ったキャシーは、医師である母リサ（マギー・シフ）から、危険だと言われる。
感染したリサは亡くなり、彼女を埋葬したオリヴァーらは家を出ることにする。
オリヴァーから、アザーズが地球を乗っ取る気だろうと言われたキャシーは、父とサムと共に歩いて難民キャンプに向かう。
キャンプに着いたオリヴァーは、キャシーに拳銃を渡して、使い方を教えて安全な場所はないと伝える。
その後、アレクサンダー・ヴォーシュ大佐（リーヴ・シュレイバー）と部隊が現れ、”ライト・パターソン空軍基地”から救出に来たことを人々に伝える。
喜ぶ人々は子供達がバスに乗せられ、大人達は説明を受けることになる。
子供達と離れる気のないオリヴァーだったが、ヴォーシュからの説明を受けて、キャシーとサムを先に基地に向かわせることにする。
バスに乗ったキャシーは、サムが忘れたクマのぬいぐるみを取りに行くために宿舎に戻る。
しかし、バスはキャシーを残したまま出発してしまう。
”フォース・ウェイヴ”が始まったことを大人達に知らせるヴォーシュは、アザーズが宇宙船から地上に降りて、人間に寄生していることを話す。
森に潜み狙撃する者もいると言うヴォーシュは、このキャンプにも潜んでいると伝える。
動揺する人々に、子供は基地で検査ができるが大人の検査は複雑なので、別の施設に移送することを伝えたヴォーシュは、騒ぎを鎮めようとする。
食堂での集会に参加しているオリヴァーに気づいたキャシーは、父から離れるようにと合図される。
騒ぎながら銃を構える男に兵士が発砲し、人々は銃撃される。
森に逃げたキャシーは、ヴォーシュらが去った後で食堂に戻り、オリヴァーを含めた人々が全員殺されたことを知る。
悲しみを堪えるキャシーは、クマのぬいぐるみと”M4カービン”を手にしてその場から離れる。
ライト・パターソン空軍基地。
サムら子供達は到着し、ベンは医療担当のレズニック軍曹（マリア・ベロ）の元に連れて行かれる。
家族は死に、感染したものの回復したベンは”ゾンビ”と呼ばれていた。
レズニックから、妹の敵が討てると言われたベンは、居場所を追跡できる探知機を埋め込まれる。
アザーズと戦う戦士になれると言われたベンは、人間とアザーズを見分けられるスコープで、目の前の少年の正体を確認する。
レズニックから、アザーズが寄生している少年を殺すよう指示されたベンは、それに従う。
80マイル（128km）先の基地を目指すキャシーは、ガソリンスタンドで必要なものを手に入れ、その場にいた男を誤って射殺してしまう。
基地まで46マイル（74km）に迫ったフリーウェイで狙撃されたキャシーは、右脚に銃弾を受ける。
ピックアップ・トラックの下に隠れたキャシーは、サムのことを考え、拳銃を乱射しながらその場から逃げようとするものの、倒れ込み気を失う。
選ばれたベンら子供達は、ヴォーシュの指示に従い厳しい訓練を受けることになる。
アザーズは最後の攻撃”フィフス・ウェイヴ”の準備をしていると言うヴォーシュは、人類を消滅させる考えの敵に立ち向かうことを子供達に誓わせる。
ある家のベッドで目覚めたキャシーは、傷の手当てをされ点滴を打たれていることに気づき、誰かが様子を見に来たために眠っているフリをする。
翌朝、点滴を外したキャシーは、起き上がってリュックを手にするものの、誰かが来ることに気づく。
部屋に入って来た青年エヴァン・ウォーカー（アレックス・ロー）から名前を呼ばれ、彼が免許証を見たことを知ったキャシーは、なくなっていた拳銃のことを尋ねる。
知らないと答えたエヴァンは、リュックがないことに気づき、キャシーの傷から出血していたために、彼女をバスルームに連れて行く。
1週間ほどこの場にいるとエヴァンから知らされたキャシーは、基地まで60マイル（96km）くらいあると言われる。
傷の手当てをしたエヴァンは、キャシーが、基地に連れて行かれた弟の元に向かおうとしていることを知る。
助けた理由を訊かれたエヴァンは、家族を救えなかったからだと答え、人を助ければ自分も人間だと思い出せるとキャシーに伝える。
問題児と言われるリンガー（マイカ・モンロー）がベンのチームに加わる。
エヴァンの部屋を調べたキャシーは、床に隠されていた自分の拳銃を見つける。
荷物をまとめて逃げたキャシーだったが、追ってきたエヴァンに捕まってしまう。
ドローンとスナイパーに気づいたエヴァンは、銃を向けるキャシーからそれを奪い落ち着かせる。
拳銃を隠していた理由を訊かれたエヴァンは、アザーズかもしれなかったので仕方なかったと答える。
サムを助けたいキャシーに、基地のような人が集まる場所は狙われやすいと伝えたエヴァンは、既に手遅れかもしれないと考える。
諦めるつもりのないキャシーに、自分も一緒に行くと伝えたエヴァンは、それを拒まれる。
自分を止められるか訊いたエヴァンは、ガソリンスタンドの男のように撃つのかとキャシーに尋ねる。
エヴァンが日記を読んだことに気づいたキャシーは驚くが、基地まで送るので翌朝、出発すると言われる。
格闘の訓練の際にベンは、自分が勝ったら射撃を教えてほしいと言って、リンガーと戦い抑え込む。
エヴァンと出発したキャシーは、自分から銃を奪った技を教えてもらおうとする。
戦いの準備をすると言うキャシーは、サムに戻ると約束したことをエヴァンに話し、銃の奪い方を教えてもらう。
リンガーに射撃の心得を教わったベンは、ヴォーシュに呼ばれる。
ヴォーシュから、医務室で使用するスコープを応用して装着したヘルメットを見せられたベンは、それにより戦場で敵味方を見分けらると言われ、敵は緑に光ることを知らされる。
実戦でそのレンズをテストしたいために、出動する4チームの一つとして任務に就くよう、ベンは命令される。
翌朝、リズやベンの写真をエヴァンに見せたキャシーは、日記を読まれていたので、ベンへの気持ちを知られていた。
サムの写真を見て会うのが楽しみだと言いながら出発したエヴァンは、奨学金で大学に進学して機械工学を専攻したことなどをキャシーに話す。
日が暮れたために、エヴァンとキャシーは、森の中に放置されていた車の中で眠ることにする。
サムと話したベンは、眠れない時に姉が歌を歌ってくれたと言われる。
傷を診てくれたエヴァンの優しさに触れたキャシーは、彼に心を許しキスする。
出撃するベンは、サムに妹のペンダントを渡し、トイレに縛って幼い彼を置いて行く。
目標地点にヘリコプターで移送されたベンらは、前方に見える緑の光に向かい発砲して銃撃戦が始まる。
バスにい逃げ込んだベンらだったが、ウンパが銃弾を受けて死亡する。
リンガーが外に出て発砲する間に、バスを爆破して建物に逃げ込んだベンらは、その場の安全を確認する。
電磁パルスを使う敵が子供にかなわないことを疑問に思うリンガーは、軍は何かを隠していると考える。
軍を信用できないリンガーは、除隊すると言って探知機を摘出する。
リンガーが緑に光ったために、仲間は彼女に銃を向ける。
誤解だと言うリンガーの前で自分の探知機も摘出したベンも緑に光ったために、仲間は驚く。
銃を向ける仲間を落ち着かせたベンは、戦った相手も人間で、ヴォーシュ達に騙されたと皆に伝える。
緑の光は探知機がない人間だと言うベンは、軍が自分達が生存者を殺せるかを試したのは、ヴォーシュらがアザーズだからだと話し皆を納得させる。
利用されている自分達こそが”フィフス・ウェイブ”だと言うベンは、皆に探知機を摘出するよう指示する。
基地に置いてきたサムを助け出そうと考えるベンは、無傷では戻れないために銃弾を受けようとする。
ダンボ（トニー・レヴォロリ）に致命傷にならない場所を聞いたベンは、リンガーに撃たせようとする。
襲われたエヴァンが相手を倒す姿を見てアザーズだと気づいたキャシーは、彼から人間でもあると言われる。
以前にも来たアザーズに意識に侵入され、今回の飛来で覚醒したと言うエヴァンは、キャシーから、家族も殺したのかと訊かれる。
家族はウィルスで死んだと答えるエヴァンに、それを作ったのはアザーズだと言うキャシーは、愛する家族を殺したのと同じだと伝える。
アザーズは愛を信じることはないと言うエヴァンは、愛は生存本能による幻だと伝えるものの、キャシーを森の中で目撃した時に違う感情が生まれたことを話す。
何が起きたか分からないが、人間に戻った気がすると言うエヴァンは、自分がキャシーをハイウェイで撃ったと思われる。
狙っていた他のスナイパーを自分が倒し救ったとキャシーに話すエヴァンは、愛は実在することが君のおかげで分かったと伝える。
納得してくれないキャシーに、アザーズに支配された軍は、若者を訓練して人類を淘汰しようとしていると言うエヴァンは、去ろうとする彼女に、荷物のチェックがあるので銃は持って行かないようにと伝える。
負傷したように見せかけて、仲間は死んだことをヘリの救出班に伝えたベンは基地に向かう。
街道でバスの前に倒れ込んだキャシーは、基地に移送される。
レズニックに探知機を埋め込まれ、スコープでアザーズである目の前の少年の正体を確認させられるキャシーは、レズニックに襲い掛かり叩きのめして殺す。
探知機を摘出したキャシーは、レズニックの軍服を着てその場から逃れる。
ヴォーシュに戦闘のことを報告したベンは、自分だけが生還したと見せかけたことがバレてしまい、何を知っているのか訊かれる。
正体を知っていると言われたヴォーシュは、地球が必要なだけで、人間も同じことをしているとベンに伝える。
医務室でレズニックの遺体が発見されたことを知らされたヴォーシュは、基地内で爆発があったために対処する。
連行されるベンは、兵士を叩きのめして銃を奪い、探知機を捨てる。
ベンと出くわしたキャシーは彼の銃を奪い、サムのことを尋ねる。
同じチームだと言うベンは、自分も捜しているとキャシーに伝えて、軍が若者を利用して戦わせていることを知らせる。
サムが輸送機に乗ったら二度と会えないと言われたキャシーは、ベンに銃を返して一緒に行動する。
ヴォーシュは、新兵を即、実戦に出すよう部下に命ずる。
兵士に銃を向けられたベンとキャシーは、現れたエヴァンに助けられる。
爆弾を仕掛けたエヴァンは、新兵の輸送機が飛び立った後に基地を爆破することを二人に話し、ウソをついたことをキャシーに謝罪する。
人間とアザーズのどちらしか選べないと言うエヴァンは、君を選ぶとキャシーに伝えてキスする。
脱出するようにと言うエヴァンは、また会えると二人に伝えて内部に向かう。
ベンとキャシーは、輸送機に向かう新兵の中からサムを捜しだす。
その場から離れたキャシーは、サムにクマのぬいぐるみを渡して抱きしめ、ベンが彼の探知機を摘出する。
輸送機の準備は整い、ヘリを用意させたヴォーシュは、基地を捨てようとする。
外に出たキャシーらは、ヘリに乗り込むヴォーシュに見つかり、攻撃されるもののそれをかわす。
地割れが起き、滑走路に走ったキャシーらは、リンガーの運転する車に乗り込み、基地はエヴァンにより爆破される。
仲間達の元に向かったベンは、昼間なのに星を見つけていると言うキャシーに、名前が”カシオペア”だったことを確認する。
今後のことを話すベンは、キャシーから他の若者を救うと言われる。
その方法は分からないと言うキャシーに、ベンは、明日考えることにして、まず食事をしようと伝える。
サムを起こしたキャシーは、仲間達と共に食事をとる。
希望は弱点だとアザーズは考えるが、希望があるから生きていけるのであり、苦難も乗り越えられるとキャシーは信じる。
希望があればいつかは必ず勝てる、希望こそが人間であることの証だと・・・。
