Gli alieni attaccano la Terra in cinque differenti ondate. La prima riporta il pianeta all'età della pietra, la seconda genera un gigantesco tsunami che elimina tutte le città costiere, la terza diffonde una piaga causata dagli uccelli in grado di sterminare quasi tutti gli umani e la quarta installa nei pochi sopravvissuti un cervello alieno. La quinta ondata, invece, rimane un mistero che la sedicenne Cassie Sullivan desidera scoprire. Mentre tenta di portare a termine la promessa di ritrovare il fratello, Cassie incontra Evan Walker, un ragazzo strano ma bello con un segreto che non vuole rivelare a nessuno. Più Cassie si avvicinerà a Evan, più il segreto della quinta ondata sarà vicino al suo svelamento.