Il film inizia precisamente da dove era terminato il precedente. Sulla USS Sulaco, la nave con la quale il tenente Ellen Ripley (Sigourney Weaver), il caporale Hicks, la piccola Newt e l'androide Bishop stanno tornando sulla Terra, avviene per circostanze ignote un cortocircuito che provoca un incendio e costringe la nave ad espellere una capsula di salvataggio dove sono contenuti i tubi criogeni e a tentare un atterraggio di fortuna su un pianeta, Fiorina "Fury" 161, una colonia penale abitata solo da 25 detenuti con cromosoma XYY (la doppia y che contraddistinguerebbe gli assassini, stupratori e i serial killer incorreggibili, secondo una teoria).
Tutto questo avviene mentre l'equipaggio è in ipersonno. All'impatto con l'angusta superficie del pianeta sopravvive solo il tenente Ripley, che viene miracolosamente tratto in salvo : il caporale Hicks morirà in seguito allo sfondamento della sua capsula d'ibernazione da parte di un tubo che lo trafiggerà, mentre la piccola Newt morirà in stato di incoscienza per annegamento dentro la sua capsula (che ha avuto un cortocircuito) e infine l'androide Bishop, già gravemente danneggiato, resta quasi totalmente distrutto in seguito all'atterraggio.
Ripley si riprende dallo stato di post-ibernazione e dalle ferite dell'incidente e apprende la notizia della morte dei suoi compagni di viaggio. Dopo aver visto delle bruciature da acido nel relitto della navetta con cui era atterrata, Ripley sospetta che un alieno si sia intrufolato nella Sulaco e che poi sia atterrato insieme a loro su Fiorina 161. Pretende allora di vedere il cadavere di Newt, a cui era emotivamente legata (la considerava quasi una figlia) e convince il dottore a farle una autopsia per vedere se è stata infettata dall'Alieno, ma dall'analisi non risulta nulla di anomalo.
Ripley chiede ed ottiene di far cremare i corpi di Hicks e Newt nella fornace della colonia penale, in modo che dai loro cadaveri non esca nessun alieno che eventualmente si fosse infiltrato dentro il loro corpo. Durante il cordoglio funebre però un alieno riesce ad infettare e successivamente ad uccidere il cane di uno dei detenuti, da cui nasce una nuova forma di alien quadrupede estremamente feroce e letale. Intanto Ripley deve stare rinchiusa nell'infermeria per non farsi vedere dagli altri prigionieri i quali non accettano le donne nella loro comunità e la loro religione cristiana radicale gli impone di non provare piaceri corporali e, inoltre, non avevano l'occasione di vedere una donna da molti anni. Stando per molto tempo in infermeria la donna passa molto tempo con il dottore, egli chiede a Ripley cosa realmente cercava nel corpo di Newt, la donna non risponde ed evita la domanda facendo sesso con quest'ultimo. Intanto, uno dei prigionieri viene attaccato dall'alieno ormai cresciuto, che lo acceca spruzzandogli acido in faccia, facendolo cadere in una enorme ventola d'aerazione dove viene maciullato dalle pale.
Ripley non è del tutto convinta che il detenuto sia morto risucchiato da una ventola, anzi, sospetta che sia proprio la creatura aliena che la perseguita a uccidere i detenuti nella prigione, dove sono stati rinvenuti altri cadaveri piu un sopravvissuto che racconta di aver visto un drago ammazzare i suoi compagni, Ripley gli crede e racconta tutto al capo della colonia penale Andrews che però non le crede. La donna decide di controllare il computer di bordo della navetta di salvataggio e per farlo ha bisogno di un suo vecchio amico, l'androide Bishop. Pur di recuperare l'androide, Ripley esce fuori dai complessi dell'infermeria, rischiando di essere addirittura violentata da alcuni detenuti (anche se verrà salvata in tempo dal capo religioso dei prigionieri).
Recuperato Bishop dall'immondizia, Ripley lo riattiva, anche se l'unica cosa che rimane del robot sono la testa, un braccio e una parte del torace. Bishop si collega al computer di bordo della navetta e rivela a Ripley che effettivamente un alieno sotto forma di uovo deposto dalla Regina aliena si era infiltrato nella navetta ed aveva causato un cortocircuito con l'acido uccidendo nell'ipersonno Hicks e Newt. Bishop inoltre rivela che gli eventi che sono accaduti sulla Sulaco durante il viaggio di ritorno erano stati monitorati dalla Compagnia Weyland-Yutani, e che gli uomini della Compagnia sanno sempre tutto quello che accade a bordo.
Dopo queste rivelazioni Bishop chiede a Ripley di essere scollegato per sempre, perché, anche se lo riparassero, non sarebbe più al 100% delle sue funzionalità. Ripley acconsente alla richiesta del robot spegnendolo per sempre.
Ripley non riesce a capire come mai il dottore abbia il numero dietro alla nuca come tutti gli altri detenuti, egli poi le confessa di avere ucciso in stato di ebbrezza dei pazienti in passato, poco dopo questa confessione il dottore viene attaccato e ucciso dall'alieno, il quale sta per fare fuori anche Ripley ma stranamente le risparmia la vita, Ripley corre ad avvisare gli altri dell'alieno ed assiste insieme a tutti i detenuti l'uccisione della creatura ai danni del capo della colonia penale, i detenuti adesso si convincono dell'esistenza dell'Alieno, di cui Ripley parlava. Ripley capisce di essere stata infettata durante l'ibernazione sulla scialuppa di salvataggio e di essere quindi condannata a morire. Scopre inoltre attraverso una scannerizzazione che l'alieno che porta dentro di sè è una regina. Nel mentre, il vicecapo della colonia penale Aaron capta un messaggio della compagnia, secondo il quale una loro nave sarebbe atterrata entro poche ore su Fiorina 161 per prelevare il tenente Ellen Ripley.
Intanto i prigionieri guidati dal risoluto Dillon e da Ripley tentano con vari stratagemmi di imprigionare ed uccidere l'alieno, ma falliscono al primo tentativo. Allora decidono di attirarlo usando come esca Ripley e di imprigionarlo dentro un pistone della fonderia dove sarebbe stato colato del piombo fuso. A seguito di un piano caotico ma ben architettato e del sacrificio di tutti i detenuti tranne Aaron e Morse, l'alieno assassino viene finalmente ucciso.
Intanto la nave della Compagnia atterra sul pianeta e l'equipaggio raggiunge Ellen Ripley nella fonderia. Tra il personale della compagnia, Ripley incontra il dottor Michael Bishop (uguale all'androide Bishop) che dichiara di essere il costruttore del robot Bishop. Costui tenta in vari modi di convincere Ripley ad andare con loro, perché solo la Compagnia poteva salvarla congelandola ed estraendole chirurgicamente l'Alieno che si trovava dentro di lei. Il tenente è molto riluttante a seguire i dottori della compagnia perché in cuor suo ha capito che il loro intento non è affatto di salvarla, ma di usare l'alieno per scopi bellici.
Dopo il ferimento di Morse da parte di uno dei soldati, Aaron colpisce con una chiave inglese Bishop e viene ucciso dagli uomini della compagnia. Ripley, rivelate le vere intenzioni della compagnia, decide di gettarsi nella fonderia, proprio mentre il cucciolo di alieno sfonda il suo torace, lasciando esterrefatti gli uomini e i dottori della compagnia, che hanno perso la grande occasione di studiare l'Alieno poiché la razza si è estinta nel secondo film della serie (Aliens - Scontro finale). La colonia penale, senza più nessun prigioniero (tranne Morse che viene portato via dalla compagnia), viene chiusa e smantellata. Il film termina col messaggio di Ripley registrato dopo la vicenda della Nostromo, che si ripete incessantemente dentro il relitto della scialuppa di salvataggio della Sulaco.
