Während ihrer gemeinsamen Arbeit für das SETI-Projekt am Arecibo-Observatorium in Puerto Rico lernt Ellie Arroway den brillanten blinden Astrophysiker Kent Clark und den Assistenten Fisher kennen und schätzen. Zudem verbringt sie mit dem Schriftsteller „Pater“ Palmer Joss eine gemeinsame Nacht, wobei der Kontakt zunächst von ihr nicht aufrechterhalten wird. Aufgrund des Mangels an vorzeigbaren Erfolgen und der hohen Kosten lässt ihr ehemaliger Mentor Dr. David Drumlin die Finanzmittel für das SETI-Projekt streichen.
Der Großindustrielle S. R. Hadden, ein langjähriger Förderer Ellies, ermöglicht es ihr, die Suche in New Mexico mit den gekoppelten Radioteleskopen des Very Large Array fortzusetzen. Sie empfängt ein verschlüsseltes Radiosignal aus dem Wega-System. Es besteht aus einer Folge von Primzahlen und enthält als Oberwelle nicht nur Fernsehbilder von Adolf Hitlers Eröffnungsrede der Olympischen Sommerspiele 1936, sondern darüber hinaus den Bauplan für eine Maschine, von der vermutet wird, dass sie den Transport eines Menschen zu den Absendern bewerkstelligen kann. Eine Kommission, der auch Palmer Joss angehört, soll einen geeigneten Kandidaten für den Transport ermitteln. Dr. Arroway wird als Repräsentant der Erdbevölkerung abgelehnt, da die Kommission sie als Agnostikerin für nicht geeignet hält, eine mehrheitlich gläubige Menschheit zu vertreten. Stattdessen soll ihr ehemaliger Widersacher Dr. Drumlin die Reise antreten. Während eines Testlaufs wird die Maschine durch ein Selbstmordattentat des religiösen Fanatikers Joseph zerstört, bei dem auch Dr. Drumlin getötet wird.
Von Hadden erfährt sie, dass parallel eine zweite Maschine auf der japanischen Insel Hokkaidō gebaut wurde. Mit Hilfe dieser Maschine reist sie in einer Kapsel durch ein Wurmlochsystem zum Wega-System und schließlich zu einem Sandstrand mit einem unbekannten Sternenhimmel, wo sie auf ein Wesen in der Gestalt ihres verstorbenen Vaters trifft. In dem folgenden Gespräch wird ihr erklärt, dass es noch viele weitere Zivilisationen im Universum gebe, von denen manche dasselbe Transportsystem nutzen, wobei jedoch unklar sei, wer dieses einst erschaffen habe. Im weiteren Verlauf erfährt Ellie, dass diese Art der Kontaktanbahnung von den Unbekannten schon seit Jahrmilliarden praktiziert werde.
Ellie verliert das Bewusstsein. Als sie erwacht, befindet sie sich wieder in Hokkaidō und liegt in ihrer Kapsel. Wie sich herausstellt, ist während ihrer Reise, deren Dauer sie auf etwa 18 Stunden schätzt, auf der Erde nur ein Sekundenbruchteil vergangen, und es wird allgemein bezweifelt, dass die Reise tatsächlich stattgefunden hat. Von Außen betrachtet ist ihre Kapsel lediglich herabgefallen, und in einem Sicherheitsnetz gelandet. Die von Ellie beschriebenen Erlebnisse werden als Wahrnehmungstäuschungen oder Halluzinationen abgetan. Es wird auch in Betracht gezogen, dass Hadden, der inzwischen gestorben ist, den ganzen Vorgang, das empfangene Signal inbegriffen, geschickt inszeniert haben könnte. Ein internes Gespräch zweier Regierungsbeamter offenbart jedoch, dass die von Ellie mitgeführte Videokamera 18 Stunden lang Aufzeichnungen gemacht hat, wobei der Speicherchip nur Rauschen, aber keine verwertbaren Informationen enthält. Ellie hat also keinerlei Beweise dafür, dass die Reise tatsächlich stattgefunden hat.