Zwei Tage vor dem US-amerikanischen Unabhängigkeitstag – dem Independence Day am 4. Juli – schwenkt ein riesiges außerirdisches Raumschiff in die Erdumlaufbahn ein. Das Raumschiff hat einen Durchmesser von etwa 550 Kilometern. Etwa drei Dutzend kleinere Schiffe in der Form von fliegenden Untertassen mit einem Durchmesser von jeweils etwa 25 Kilometern lösen sich von seiner Unterseite und positionieren sich über vielen Metropolen der Erde. Der Satellitenempfang überall auf der Welt ist gestört, Panik und Unsicherheit brechen aus.
Der US-Präsident Thomas Whitmore hofft, mit den Extraterrestrischen friedliche Beziehungen herstellen zu können, aber der Satellitentechniker David Levinson entdeckt, dass die Satellitenstörungen durch ein verstecktes Signal verursacht werden, mit dem die Außerirdischen ihre Bewegungen koordinieren. Das Signal wird kontinuierlich schwächer und wird schon bald verschwinden, was einem Countdown für den Beginn eines Angriffes gleichkommt.
Gerade noch rechtzeitig kann Levinson seine noch nicht von ihm geschiedene Ex-Frau Constance „Connie“ Spano, die Whitmores Pressesprecherin ist, und den Präsidenten warnen und zusammen mit ihnen in der Air Force One fliehen, bevor Washington, D.C. mitsamt dem Weißen Haus durch Energiestrahlen der außerirdischen Raumschiffe explodiert.
Viele Hauptstädte und militärische Einrichtungen überall auf der Welt liegen in Schutt und Asche, darunter New York City, Berlin und Los Angeles. Die Air Force One landet auf der Geheimbasis Area 51, die zur Überraschung des Präsidenten tatsächlich existiert. Hier treffen weitere Akteure ein: Captain Steven Hiller, ein Pilot des United States Marine Corps, der beim Luftkampf mit ausschwärmenden Jagdschiffen der Aliens abgestürzt ist, im Zuge dessen aber einen von deren Piloten gefangen nehmen konnte, seine Freundin und ihr Sohn, die in L.A. die schwer verwundete First Lady gefunden haben, sowie Russell Casse, ein alkoholabhängiger Vietnamveteran der U.S. Air Force, der mit seinen Stiefkindern gerade noch rechtzeitig der Katastrophe entkommen ist. Er hat mit den Aliens eine Rechnung offen, da er nach eigenen Angaben zehn Jahre zuvor von ihnen entführt und diversen Experimenten unterzogen wurde.
In Area 51 rüsten Wissenschaftler und Militärs unter der Führung Whitmores zum Gegenschlag. Es stellt sich heraus, dass beim Roswell-Zwischenfall vor knapp 50 Jahren ein abgestürztes Jagdschiff der Angreifer mit drei toten Aliens geborgen wurde, das seitdem erforscht wird. Der von Hiller gefasste Alien wird ins Labor gebracht, wo er plötzlich erwacht und einige Wissenschaftler tätlich angreift, wobei der Laborleiter Dr. Okun scheinbar ums Leben kommt, tatsächlich aber ins Koma versetzt wird.[2] Als der Präsident hinzukommt, beginnt der Außerirdische mit diesem per Gedankenübertragung zu kommunizieren. Dabei erfährt Whitmore, dass die Invasoren vorhaben, die Menschheit zu vernichten und anschließend die Ressourcen des Planeten auszubeuten, so wie sie es bereits vielfach nach Art der Wanderheuschrecken mit anderen Planeten durchgeführt haben. Als der Außerirdische beginnt, den Präsidenten geistig zu attackieren, wird er erschossen. Versuche, den Angreifern mit konventionellen und nuklearen Waffen beizukommen, scheitern an ihrer überlegenen Schutzschildtechnik.
Durch eine Bemerkung seines Vaters Julius Levinson inspiriert, entwickelt David einen Plan: Um die Invasionsflotte vernichten zu können, soll das Mutterschiff mit einem Computervirus infiziert werden, der durch das Kommunikationsnetz an alle Tochterschiffe weitergeleitet wird und deren Schutzschilde ausfallen lässt.
Nachdem Hiller und David Levinson am Morgen des 4. Juli mit dem Jagdschiff der Aliens zum Mutterschiff aufgebrochen sind, soll zeitgleich mit dem Zusammenbruch der Schutzschilde ein weltweiter Luftangriff erfolgen. Nachdem seine Frau am Vorabend in seinen Armen an inneren Blutungen gestorben ist, nimmt der Präsident, selbst ehemaliger Pilot, nach einer flammenden Rede an seine Leute zusammen mit Russell Casse persönlich an der Luftschlacht teil.
Hiller und Levinson gelingt es tatsächlich, unbehelligt in das Mutterschiff einzudringen, wo sie die Vorbereitungen für den Einsatz einer riesigen Invasionstruppe der Außerirdischen beobachten. Nachdem sie angedockt haben, übertragen sie per Funk das Virus ins Bordsystem der Aliens. Wie geplant fallen nach einiger Zeit die Schutzschilde aller Tochterschiffe der Aliens aus, und die Raketen der irdischen Kampfflugzeuge zeigen endlich Wirkung. Als ein Raumschiff auch Area 51 angreift, opfert sich Russell Casse, indem er mit seiner F-18 mit seiner letzten Rakete, die sich nicht abfeuern lässt, direkt in die Primärwaffe des Alien-Raumschiffs steuert, das dadurch explodiert. Inzwischen wurden Hiller und Levinson im Mutterschiff entdeckt und hinterlassen eine Atombombe mit Verzögerungszünder, um sich dann nach einer Verfolgungsjagd auf den Weg zurück zur Erde zu machen. Die Bombe zerstört nach 30 Sekunden das Mutterschiff, während es den Kampfpiloten überall auf der Erde gelingt, sämtliche Schlachtschiffe der Außerirdischen auszuschalten.
Am Ende des Films fahren Hillers und Levinsons Familien mit dem Präsidenten den beiden Piloten entgegen und können beobachten, wie die Trümmer des Mutterschiffs in der Atmosphäre verglühen, während auf der ganzen Welt die Menschen den Sieg über die Alien-Schiffe feiern.