A nave espacial rebocadora Nostromo está em sua viagem de volta de Thedus para a Terra, rebocando uma refinaria e 20 milhões de toneladas de minério, carregando sete tripulantes em estase. Ao receber uma transmissão de origem desconhecida de um planetóide vizinho, o computador da nave acorda a tripulação. Agindo sob ordens de seus empregadores, a tripulação desanexa a Nostromo da refinaria e aterrissa no planeta, danificando a nave. O Capitão Dallas, o Primeiro Oficial Kane e a Navegadora Lambert saem para investigar a origem do sinal, enquanto a Subtenente Ripley, o Oficial de Ciências Ash e os Engenheiros Brett e Parker ficam para trás para monitorar seu progresso e consertar a nave.
Dallas, Kane e Lambert descobrem que o sinal está vindo de uma nave alienígena abandonada. Dentro eles encontram os restos de uma enorme criatura alienígena, cujas costelas parecem ter explodido de dentro para fora. Enquanto isso, o computador da Nostromo parcialmente decifra o sinal da transmissão, que Ripley determina como algum tipo de aviso. Kane descobre uma grande câmara contendo vários ovos, um dos quais lança uma criatura que se prende a seu rosto. Dallas e Lambert carregam Kane para a Nostromo. Ash permite que eles entrem contra as ordens de Ripley para seguir o protocolo de quarentena da nave. Eles sem sucesso tentam remover a criatura do rosto de Kane, descobrindo que seu sangue é um ácido extremamente corrosivo. Eventualmente a criatura se solta sozinha e morre. Com a nave consertada, a tripulação continua sua viagem para a Terra.
Kane acorda, aparentemente ileso, porém, durante uma refeição antes de voltarem para estase, ele começa a engasgar e ter convulsões até que uma criatura alienígena sai de seu peito, matando-o e fugindo pela nave. Sem armas convencionais, a tripulação tenta localizar e capturar a criatura criando sensores de movimento, aguilhões elétricos e lança chamas. Brett segue o gato da tripulação até uma grande sala onde o agora crescido Alien o ataca e desaparece com seu corpo pelo sistema de ventilação. Dallas entra no sistema de ventilação tentando forçar o Alien para uma eclusa de ar onde ele possa ser expelido da nave, porém ele é emboscado pela criatura. Lambert implora para que o resto da tripulação escape na nave auxiliar da Nostromo, porém Ripley, agora no comando, explica que a nave auxiliar não vai suportar quatro pessoas.
Acessando o computador da nave, Ripley descobre que Ash recebeu ordens de retornar o Alien para os empregadores da Nostromo, mesmo que isso custe a vida de toda a tripulação. Ash a ataca, porém Paker intervém e corta sua cabeça com o lança chamas, revelando que Ash era um andróide. Antes de Parker incinerá-lo, Ash prevê que o restante da tripulação não vai sobreviver. As três pessoas restantes planejam ativar a sequência de autodestruição da Nostromo e escapar pela nave auxiliar, porém Parker e Lambert são mortos pelo Alien enquanto reunem os suprimentos necessários. Ripley inicia a sequência de autodestruição e vai para a nave auxiliar com o gato da tripulação, porém o Alien bloqueia seu caminho. Ela tenta, sem sucesso, abortar a sequência de autodestruição. Ripley retorna e descobre que o Alien sumiu, escapando no último minuto da explosão da Nostromo.
Enquanto ela se prepara para entrar em estase, Ripley descobre que o Alien está abordo da nave auxiliar. Ela coloca uma roupa espacial e abre a escotilha, causando uma descompressão explosiva que força o Alien a sair pela escotilha aberta. Ela atira com uma arma de gancho, porém a arma sai de sua mão e fica presa na porta, amarrando o Alien a nave. A criatura tenta ir para um dos motores, porém Ripley os ativa e o Alien é jogado para o espaço. Ela então vai para a estase junto com o gato, continuando sua viagem até a Terra.