Lanciata nel 1977, la sonda spaziale Voyager 2 portava un disco fonografico d’oro con un messaggio di pace, invitando le civiltà aliene a visitare la Terra. La sonda viene intercettata da un pianeta alieno che invia un piccolo vascello esploratore per stabilire un primo contatto con la Terra. Invece di salutare il vascello alieno, il governo degli Stati Uniti lo abbatte. Schiantandosi a Chequamegon Bay, Wisconsin, l’unico occupante alieno, che sembra una palla fluttuante di energia luminosa, trova la casa di Jenny Hayden, vedova da poco. Mentre è lì, l’alieno usa una ciocca di capelli del suo defunto marito, Scott, per clonare un nuovo corpo per se stesso, mentre una terrorizzata Jenny guarda. L’alieno “Starman” ha con sé sette piccole sfere d’argento che gli forniscono l’energia per compiere imprese miracolose. Usa la prima per inviare un messaggio al suo popolo affermando che la Terra è ostile e la sua astronave è stata distrutta. Organizza un incontro con loro tra tre giorni. Poi usa la seconda sfera per creare una mappa olografica degli Stati Uniti, costringendo Jenny a portarlo al punto d’incontro in Arizona.
Jenny è inizialmente ostile e spaventata da lui e cerca di scappare. Avendo una comprensione molto elementare della lingua inglese che proviene dal disco della Voyager 2, lo Starman impara a comunicare con Jenny e le assicura che non intende fare del male. Spiega che se non raggiunge il punto d’incontro, il cratere Barringer in Arizona, entro tre giorni, morirà. Simpatica ma ancora diffidente, Jenny gli insegna a guidare una macchina e a usare le carte di credito in modo che possa continuare il viaggio da solo, ma quando lo vede resuscitare miracolosamente un cervo morto, è profondamente commossa e decide di restare con lui. I due vengono inseguiti attraverso il paese dalle autorità e, dopo essere stata quasi catturata, Jenny viene colpita e ferita gravemente da un agente di polizia. Per fuggire, lo Starman fa schiantare la loro auto contro un’autocisterna di gas e usa un’altra sfera per proteggere i due dall’esplosione. Si rifugiano in una casa mobile che viene trainata. Egli usa un’altra sfera d’argento per guarire Jenny. Dopo essersi assicurato che Jenny si riprenderà, lo Starman procede a fare l’autostop verso l’Arizona senza di lei, ma Jenny riesce a raggiungerlo mentre lui e il suo autista sono fermi ad un posto di blocco. Riuniti, i due fanno l’autostop insieme, riprendendo il loro viaggio verso il cratere.
In seguito, mentre sono stivati su un treno a vagoni, la coppia fa l’amore. Lo Starman dice a Jenny: “Stanotte ti ho dato un bambino”. Jenny spiega che è sterile e non può avere figli, ma lui le assicura che ora è incinta. Lui spiega che il bambino sarà il figlio del suo defunto marito, perché lui (Starman) è un clone di Scott, ma essendo anche lui figlio di Starman, il loro figlio possiederà tutta la conoscenza dello Starman e crescerà per diventare un insegnante. Starman si offre di interrompere la gravidanza se lei lo desidera, ma la gioiosa Jenny lo abbraccia, accettando il dono.
La coppia viaggia erroneamente troppo lontano sul treno e arriva a Las Vegas. Jenny si accorge di aver perso il portafoglio. Lo Starman usa uno dei loro ultimi quarti di dollaro in una slot machine, che manipola per vincere il jackpot di 500.000 dollari. Poi comprano una nuova auto per completare il loro viaggio in Arizona.
Nel frattempo, il direttore della National Security Agency George Fox viene a sapere che la traiettoria di volo dello Starman, prima di essere abbattuto, era verso il cratere Barringer. Fox organizza la cattura dello Starman da parte dell’esercito, vivo o morto. Lo scienziato SETI Mark Shermin, un altro funzionario del governo coinvolto nel caso, critica l’approccio pesante di Fox e gli ricorda che lo Starman è stato invitato sulla Terra. Sconvolto nell’apprendere che Fox ha intenzione di vivisezionare l’alieno, Shermin decide allora di aiutare lo Starman a fuggire piuttosto che permettere a Fox di catturarlo.
Jenny e lo Starman, ormai lentamente morente, raggiungono il cratere mentre gli elicotteri dell’esercito li inseguono. Proprio mentre sono circondati, una grande astronave sferica appare e scende nel cratere. La luce circonda la coppia, e lo Starman viene immediatamente rimesso in salute. Mentre si prepara a partire, dice a Jenny che non la vedrà mai più. Jenny gli chiede di portarla con sé, ma lui dice che lei sarebbe morta sul suo mondo. Poi le dà la sua ultima sfera d’argento, dicendole che il loro figlio saprà cosa farne. Jenny guarda mentre la nave parte.