时间一天一天地过去了，艾丽和同事肯特还是没接收到任何来自外太空的无线电信号，这让杜木林非常失望。因为迟迟未能搜寻到外星智慧生物发出的无线电讯号，杜木林终止了SETI计划，艾丽和肯特都失业了。艾丽不想放弃，她开始四处寻找资金支援。在忙活了十三个月后，就快要绝望的她终于从海顿公司获得了资金支持。
在墨西哥的沙漠之中，艾丽和肯特租用了政府的雷达基地，开始等待来自外太空的无线电讯号。
这一等就是四年。
由于工作迟迟没有进展，政府部门将不再租用雷达给艾丽。他们认为那是对雷达资源的浪费，他们给了艾丽一点时间完成交接。失望的肯特劝艾丽放弃，艾丽不愿意，一怒之下，肯特离开了工作室。
就在这个晚上，艾丽终于收到了来自外太空的无线电讯号，艾丽激动地把这个消息告知了全世界，艾丽和她的工作室很快出名了，无数的媒体记者要采访她，就连国家安全局也派了人来——他们怀疑外星人对地球人抱有敌意，要艾丽保守外星讯号的秘密。
肯特也回来了，他再次分析了无线电讯号，他发现信号里还隐藏着两种讯号——其中一种是干扰信号，而另一种则是一段视频影像，那是第一届奥运会开幕仪式的录像。多年前，地球人把这段录像用无线电信号的形式发射到了外太空。外星人一定看到了这段录像，所以他们才发射了信号到地球。
总统将这一特大消息公诸于众。狡猾的杜木林趁机篡取了艾丽的研究成果，艾丽很愤怒，却无可奈何。
这时，艾丽的工作室传回了新的消息——肯特再次对无线电讯号进行了解码，他发现了一万多页指向不明的信息，艾丽和伙伴们开始破译这些信息。
时间一天天地过去了，破译工作毫无进展。就在这个时候，艾丽收到了一个神秘人的邀请，秘密前往一个陌生的地方。
那个陌生人竟然是整个项目的资金支持者——海顿公司的大老板海顿！他罹患癌症，想在死之前对社会和人类有所贡献，所以才支持了艾丽的项目。他和艾丽有着相同的信念，也坚定地相信外星智慧生命的存在。他已经派人破译了那些信息：天啊，那些信息竟是一部巨型机器的设计图。
针对这部巨型机器，政府相关部门进行了探讨，大部分人认为外星人的意图不明，或许，他们对地球人带着恶意，这部机器或许能毁灭地球，他们不愿意花巨资建造这个机器。艾丽据理力争，却寡不敌众，这时，五年未见的乔斯出现了，现在的他已经成为了全世界著名的神学家。
乔斯支持艾丽的观点，说这是地球文明学习地外文明的绝佳机会，认为政府应该建造这部机器造福全人类，相关部门终于同意了。
多个国家开始共同建造这个神秘的机器，后来，科学家初步判断这极可能是把人类送上外太空的机器，于是，宇航局开始挑选勇于接受试验的宇航员，杜木林和艾丽也在候选名单之中。
乔斯和艾丽再次相恋了。乔斯是挑选委员会的成员，而艾丽则是候选人。艾丽满心希望乔斯能支持她，让自己实现从小到大的太空梦，可乔斯却不愿意艾丽涉险——从外太空回来后，艾丽可能变老，可能会死去。
艾丽失败了，杜木林获胜，这个剽窃他人研究成果的小人志得意满。
巨型机器建造好了，杜木林得意地指挥着机器的测试工作。世事难料，就在测试进行到中途的时候，一个狂热的宗教分子用炸弹摧毁了机器，杜木林也丢掉了小命。看着机器在自己的眼前爆炸，艾丽觉得自己的梦想也破灭了。她很绝望。
这个晚上，艾丽和海顿进行了视频通话——此时的海顿已经住进了太空站，他告诉艾丽，在日本北海道的某一个地方还有相同的一套机器。海顿花大价钱买了这部机器，他要艾丽乘坐这部机器穿越虫洞，去外太空探险。
艾丽兴奋极了，乔斯劝说她放弃这个危险的项目，艾丽不愿意。道不同不相为谋，她和乔斯再次分道扬镳。
事实上，这两个人仍然深深地爱着对方，可他们俩的观念差太多了。
艾丽最终还是坐上了巨型机器的球形舱，在一阵眩晕之后，艾丽穿过了虫洞，来到了一颗异星球。这颗巨大的行星上有一片巍峨的群山，在群山环绕中，一座圆形城市傲然挺立，城市的建筑物都以圆形的圆心为基点呈放射状排列。
艾丽激动不已，她终于找到了外星智慧生物，爸爸的话没错！
球形舱再次启动，舱内成为了一片真空，乔斯送给艾丽的小项链漂浮在了空中。艾丽起身，她的身体在舱内漂浮着，她用手抓住了小项链。这时，剧烈晃动的控制椅“砰”的一声从舱顶断裂，重重地摔在地上，也就是在这个时候，航行戛然而止。
球形舱再次变得透明，艾丽来到了一个陌生的国度，她被眼前的场景惊呆了。她睁大眼睛，嘴里不断地说：“太美丽了，太美丽了，太美丽了……”
天空中，一个遥远而巨大的光源把它周围的星际物质染成了玫瑰红色。成百万颗小行星在瑰丽的云霞中绕着它运行，形成了一个美丽的大漩涡。这一切实在是太美丽了！
球形舱落在了坚实的地面，艾丽来到了舱外。
这里是一处海滩，椰树婆娑摇曳。这儿没有灼人的辛辣阳光，一切都被笼罩在一片奇异的蓝色辉光之下。艾丽伸手触碰周围的一切，发现它们像浸在水中一般神秘而安详。
眼前的场景让艾丽觉得很熟悉——小时候，她曾画过一幅画，那是她想象中的外星人居住地——碧海蓝天，椰树沙滩。那副画跟眼前的场景惊人地重合在了一起……沙滩上，一个微笑的男人吸引了艾丽的注意。那是爸爸，他还保持着死时的年轻模样。
“爸爸！”艾丽朝爸爸扑了过去，父女俩紧紧地拥抱在了一起。
艾丽的眼眶湿润了，她已经长大了！这么多年了，她从未想过有朝一日，自己还能再见到爸爸。
“这里是哪里？”艾丽问。
“这里是我的归宿。”爸爸说。
“是你创造了这个世界吗？”
“不是。我不知道是谁创造的。当我们来这儿的时候，创造者已经离开了，或许，有一天，他们还会回来。”
“还有别的人在这儿么？”
“是的，很多人。”
爸爸抓起了地上的一把沙子，沙子随风散去，他的手掌上留下了几颗钻石般闪亮的小点。
重逢的时间是那样短暂，爸爸说：“你必须离开了。”艾丽十分不舍，她和爸爸紧紧地拥抱在一起，爸爸吻了艾丽的脸，吻了她的额头，然后把她推开了……然而，此时的地球上，巨型机器却出现故障，掉落到了海里。球形舱中的艾丽昏迷不醒。当她醒来时，控制大厅的工作人员告诉她：计划失败了，球形舱并未穿越时空，而是直接掉进了海里。
艾丽不相信工作人员的说法，她分明穿越了虫洞，看到了奇异的外太空。工作人员把当时的视频播放了出来——球形舱穿过能量环，直接坠落。这个过程只有短短几秒钟的时间，艾丽据理力争：根据虫洞理论，地球上的几秒钟时间相当于外太空的十八个小时，她坚信自己所经历的一切。可她没有证据——在那短短的几秒钟时间里，摄像机拍摄下来的画面只是一些凌乱的无线电讯号。
政府部门对艾丽进行了审判，负责调查此案的国家安全机关负责人怀疑所有的一切都是海顿的阴谋——此时，海顿已经死了。或许，这个资本家是想用这样万众瞩目的形式告别人间。是他发射了无线电信号，是他发送了不明信息，也是他建造了巨型机器。他是这一切的操纵者，是幕后的黑手，而艾丽和其他人则是深陷其中的演员。
没有任何证据的艾丽被逼得走投无路，承认吗？承认自己什么都没经历，不，艾丽做不到！她哭着说：“或许，从科学的角度上来说，我所说的一切根本站不住脚。可是，我发自内心地希望那一切都是真的。我们人类并不孤单，我们有其他的外星人伙伴。这一切太有意义了……”
审判结束了，乔斯找到了艾丽，开车送她回家。一个记者问乔斯是否相信艾丽的言论，乔斯深情地看了艾丽一眼，坚定地说：“我相信她。”
艾丽感动不已地抓住了乔斯的手，他们是拥有不同信仰的人，可这一次，他们终于达成了共识。这一次，艾丽再也不会松开紧握的手。
一名科研人员联系了国家安全部门的负责人，她提出了一个惊人的发现：没错，艾丽所录下的的确是一些杂乱的无线电信号，可这些信号持续的时间不是短短的几秒钟，而是18个小时！也就是说：艾丽真的通过虫洞穿越了时空，她没有说谎！
一个风和日丽的日子，艾丽和乔斯带着一大群可爱的孩子来到了野外，政府在那里新建了几十台天文望远镜。
“真的有外星人吗？”一个孩子好奇地提问。
“你要自己去发现这个事情的真相。”艾丽笑着说。不管是真是假，那些曾经发生的一切，那些美丽而神圣的场景将永远保存在她的记忆中。
《超时空接触》是一部很有意思的电影。单看名字，会以为是一部很科幻作品，可很多人看了之后都觉得上当，因为“幻想”的部分只占很少部分，而且其情景与想象的“第三类接触”也很不一样。然而，就题材与内容而言，这又是一部最纯粹的科幻电影，纯粹到“原教旨”的程度。
因为，本片触及了一切科学研究最根本的问题：什么是真相？
一般来讲，科学是探究真相的最有力工具。科学揭穿了无数被宗教掩盖的真相，从而造成一种科学与宗教对立的想法。而事实上，许多著名的大科学家却又是虔诚的信仰者，如牛顿，如爱因斯坦。这个矛盾怎么解释呢？
《超时空接触》没有正面回答这个问题，而是以女主人公的遭遇说明了一个看似浅显实则深刻的道理：现有的科学并不能解释一切。至少，女主人公无法解释她的时空旅行、无法解释她与亡父（实际上是外星人）的接触，因为她在已知的科学系统中找不出证据。她只能“坚信”她是有过时空旅行的。但怎么能证明她的“坚信”不是一场梦呢？这是一个“庄周梦蝶”般的困境。
科学到这个程度，其实已经与信仰混为一体了。因为在这个程度，科学认知上的“真相”充当了宗教系统中“先知”的角色：你怎么向后知后觉们解释你的先知先觉呢？到了这个份上，“时空旅行见外星人”和“碰见上帝”已经没有任何本质区别了。
原著作者卡尔萨根（美国著名天文学家与天文物理学家）借助这个故事，让我们同时认清了科学与信仰的本质：科学是总结已知探究未知的途径，信仰是对未知的崇拜与尊重。那个著名的“圆周”比喻大家都是听过的：圆周内是已知的知识，圆周外是未知的领域，圆周越大，表明科学的认知范围越大；但同时，够接触到的未知领域也更多了。对待未知的茫然、特别是在穷尽科学之后仍然觉得茫然的情绪，会激发出“宇宙真******神奇”的自然想法，从而发展出对神奇宇宙的无限崇拜。但是，这种崇拜，不是以一个“人格化的神或上帝”作为诉求对象的，它纯粹是一种最原始但有最彻底的尊重感悟——这种感悟正是最原始宗教的本意。正是在这个意义上，爱因斯坦是“信教”的，但他信仰的不是人格化的基督，而是一个只存在他脑海中的完整神秘的宇宙本体。
对于信仰的狂热是个很有趣的现象，什么人最虔诚？回答是：最不懂科学的人，以及最懂科学的人。只是，这两类人信仰的完全是不同的东西，完全不在同一个层次上。举个简单的类比：很多人信佛是求得佛祖保佑，而极少数人信佛，是想从佛法中探究生命及存在的本相。前者是无知者的茫然恐惧，后者是求知者的钻研，二者不可同日而语。
由此可以得出的结论是：信仰也是有不同层次的。科学本身不仅存在信仰问题，还存在如何“科学地信仰”的问题。对宇宙万物保持必有的敬畏心态，这不是无知与懦弱，恰恰是真正的科学探索精神。正所谓“无知无畏不算勇，有知有畏方成圣”。
凭借真正的科学精神与探讨勇气，《超时空接触》成了最特别的科幻电影。它将科学探索中最前沿的问题，以通俗易懂的方式传递给观众；虽然为了情节牺牲了小部分严谨性，但仍然可算作好莱坞制作的、最具科学性的科幻片。