A woman, long-fascinated with the idea of extraterrestrial life, stumbles across a worldwide phenomenon of alien communication. Her discovery suggests the imminent threat of a deadly invasion, designed to infect the unsuspecting population of Earth.

Энни работает на радиостанции в передаче, посвященной инопланетянам и вопросам существования внеземных цивилизаций. Женщина, в отличие от ее напарника Соула, не верит во все рассказы о посещении планеты пришельцами. Ее задача заключается в том, чтобы находить логические объяснения странным явлениям, что происходят вокруг. Возвращаясь однажды домой, героиня фильма «Проникновение» поняла, что из ее памяти исчез значительный отрезок времени. Энни не помнила, как добралась с работы домой. Ее стали мучить слуховые галлюцинации, а ночью посещали странные видения. Женщина обнаружила, что по всему миру объявляются люди, которые испытывают те же проблемы – они слышат шум, доносящийся с небес. Но ей тяжело поверить в то, что она столкнулась с пришельцами. Чтобы опровергнуть свои опасения, героиня начинает расследование.