Rymdsonden Voyager 2, som lanserades 1977, bar med sig en grammofonskiva i guld med ett fredsbudskap som bjöd in främmande civilisationer att besöka jorden. Sonden avlyssnas av en främmande planet som sedan skickar ett litet spaningsfartyg för att etablera den första kontakten med jorden. Istället för att hälsa på den främmande farkosten skjuter den amerikanska regeringen ner den. När den ensamma utomjordiska rymdvarelsen kraschar i Chequamegon Bay, Wisconsin, och ser ut som en svävande boll av glödande energi, finner den nyligen änklingblivna Jenny Hayden sitt hem. Där använder utomjordingen en hårlock från hennes avlidne make Scott för att klona en ny kropp åt sig själv medan en skräckslagen Jenny tittar på. Utomjordingen ”Starman” har sju små silverkulor med sig som ger honom energi för att utföra mirakulösa bedrifter. Han använder den första för att skicka ett meddelande till sitt folk om att jorden är fientlig och att hans rymdskepp har förstörts. Han arrangerar ett möte med dem om tre dagar. Han använder sedan den andra sfären för att skapa en holografisk karta över USA och tvingar Jenny att ta honom till mötesplatsen i Arizona.
Jenny är till en början både fientlig och rädd för honom och försöker fly. Starman har en mycket grundläggande förståelse för det engelska språket från Voyager 2-disken och lär sig att kommunicera med Jenny och försäkrar henne om att han inte vill henne något illa. Han förklarar att om han inte når mötesplatsen, Arizonas Barringerkrater, inom tre dagar kommer han att dö. Jenny lär honom att köra bil och använda kreditkort så att han kan fortsätta resan ensam, men när hon bevittnar hur han mirakulöst återupplivar en död hjort blir hon djupt rörd och bestämmer sig för att stanna hos honom. De förföljs över hela landet av myndigheterna och efter att nästan ha blivit fångade blir Jenny skjuten och kritiskt skadad av en polis. För att fly kraschar Starman deras bil in i en bensintank och använder en annan sfär för att skydda dem från explosionen. De tar sin tillflykt till en husvagn som bogseras. Han använder en annan silverkula för att läka Jenny. Efter att ha blivit försäkrad om att Jenny kommer att återhämta sig fortsätter Starman att lifta mot Arizona utan henne, men Jenny lyckas hinna ikapp honom medan han och hans chaufför stoppas vid en vägspärr. Återförenade liftar de två tillsammans och återupptar sin resa mot kratern.
Senare, när de stannar kvar på ett tåg i en godsvagn, älskar paret. Stjärnmannen säger till Jenny: ”Jag gav dig ett barn ikväll”. Jenny förklarar att hon är infertil och inte kan få barn, men han försäkrar henne att hon nu är gravid. Han förklarar att barnet kommer att vara son till hennes döda make, eftersom han (Starman) är en klon av Scott, men eftersom han också är ett barn till Starman kommer deras son att besitta alla Starmans kunskaper och växa upp och bli lärare. Starman erbjuder sig att stoppa graviditeten om hon vill, men den glada Jenny omfamnar honom och accepterar gåvan.
Paret reser av misstag för långt med tåget och anländer till Las Vegas. Jenny inser att hon har tappat bort sin plånbok. Stjärnmannen använder en av deras sista 25 cent i en spelautomat, som han manipulerar för att vinna jackpotten på 500 000 dollar. De köper sedan en ny bil för att slutföra sin resa till Arizona.
Under tiden får direktören för National Security Agency, George Fox, reda på att Stjärnmannens flygbana, innan han sköts ner, gick mot Barringer-kratern. Fox ordnar så att Starman fångas av armén, död eller levande. SETI-forskaren Mark Shermin, en annan regeringstjänsteman som är inblandad i fallet, kritiserar Fox’ hårdhänta tillvägagångssätt och påminner honom om att stjärnmannen var inbjuden till jorden. Shermin är förfärad när han får veta att Fox planerar att vivisektera utomjordingen och bestämmer sig sedan för att hjälpa Stjärnmannen att fly i stället för att låta Fox fånga honom.
Jenny och den nu långsamt döende Stjärnmannen når kratern medan arméns helikoptrar förföljer dem. Precis när de är omringade dyker ett stort, sfäriskt rymdskepp upp och sänker sig ner i kratern. Ljus omger paret och Starman blir omedelbart frisk igen. När han förbereder sig för att ge sig av säger han till Jenny att han aldrig kommer att se henne igen. Jenny ber honom att ta henne med sig, men han säger att hon skulle dö i hans värld. Han ger henne sedan sin sista silverkula och säger till henne att deras son kommer att veta vad han ska göra med den. Jenny ser på när skeppet avgår.