Falling Skies gaat over een buitenaardse invasie. Binnen enkele dagen komt 90% van de aardbevolking hierdoor om het leven. Het verhaal begint zes maanden na de start van de invasie. In de Amerikaanse stad Boston blijken enkele honderden mensen te hebben overleefd. Deze overlevenden proberen nu de de strijd aan te gaan met de aliens. De verzetsgroep Second Massachusetts staat onder de leiding van de geschiedenis professor Tom Mason (Noah Wyle) en de gepensioneerde militair Captain Weaver (Will Patton), een veteraan uit de Golf oorlog. Ondertussen moet de groep zien te overleven in een post apocalyptische wereld.
Na een verwoestende buitenaardse aanval probeert een groep overlevenden onder leiding van Tom Mason te overleven en terug te vechten. Terwijl ze op zoek gaan naar voedsel, veiligheid en vermiste familieleden, ontdekken ze steeds meer over de mysterieuze aliens en hun plannen met de mensheid.
Het verzet groeit en de strijd tegen de bezetters wordt georganiseerder. Tom en zijn groep krijgen te maken met nieuwe bondgenoten én gevaarlijke vijanden, terwijl de relatie tussen mensen en aliens complexer blijkt dan gedacht.
De oorlog bereikt een nieuw niveau wanneer de mensheid een offensief start. Nieuwe technologieën en onthullingen over de buitenaardse rassen veranderen de machtsverhoudingen, maar zorgen ook voor moeilijke keuzes binnen de groep.
Na zware verliezen proberen de overlevenden een nieuwe samenleving op te bouwen. Tegelijkertijd duikt een nieuwe dreiging op die de toekomst van de mensheid opnieuw op het spel zet, waardoor oude conflicten weer oplaaien.
In het laatste seizoen bereidt het verzet zich voor op de beslissende eindstrijd tegen de aliens. Geheimen worden onthuld en persoonlijke offers zijn onvermijdelijk terwijl de mensheid alles op alles zet om de aarde terug te winnen.