Обычная жизнь Кэсси и её семьи заканчивается, когда над Землёй зависает огромный объект. Пришельцы не выходят на контакт, но методично уничтожают цивилизацию. Сначала по всему миру пропадает электричество, и машины просто замирают на дорогах. Потом приходят цунами, смывающие города, и следом — смертоносный вирус, который косит тех, кто выжил. Кэсси теряет мать, а позже, в лагере для беженцев, военные забирают её маленького брата Сэма якобы в безопасное место. В суматохе девочка не успевает сесть в автобус, и на её глазах лагерь превращается в место бойни. Она остаётся одна на пустых трассах, прячась под разбитыми машинами, и пытается дойти до базы Райт-Паттерсон, куда увезли Сэма, постоянно оглядываясь по сторонам. Четвёртая стадия вторжения оказалась самой жуткой: захватчики научились принимать человеческий облик, и теперь любой выживший на дороге может оказаться врагом.
По пути Кэсси ранят, но её спасает парень по имени Эван, который живёт на уединённой ферме. Он выхаживает её, хотя Кэсси долго не может заставить себя доверять незнакомцу, сжимая в руках пистолет даже во сне. Тем временем её брата и других детей на военной базе обучают как солдат, вживляя им чипы и убеждая, что «иные» уже захватили взрослых. Им выдают шлемы, через которые они видят заражённых людей как светящиеся мишени. Пока Кэсси пробирается через леса и учится стрелять, дети-солдаты готовятся к своей первой боевой операции. В какой-то момент становится ясно, что грань между спасителями и захватчиками стёрта, а пятая волна — это не природный катаклизм, а использование самих людей для окончательной зачистки планеты. Кэсси приходится выбирать, кому верить в мире, где даже обычный взгляд со стороны может означать смертный приговор.
