Vue à travers le regard d’une escouade de soldats américains, l’histoire débute le jour du Débarquement au cours de la 2ème Guerre Mondiale, le long des plages de Normandie. Le capitaine John Miller a pour mission de retrouver le soldat James Ryan, dont les trois frères sont morts au combat et il s’expose ainsi à de nombreux risques. Confrontés à une situation périlleuse, les hommes discutent les ordres. Pourquoi huit hommes risqueraient-ils leur vie pour un seul homme ? Rattrapés par la brutalité de la guerre, chacun cherche sa propre réponse ainsi que la force de vaincre un futur incertain avec honneur, décence et courage.

Alors qu'il enquête sur l'explosion d'une bombe sur un ferry à la Nouvelle Orléans, l'agent Doug Carlin se voit enrôlé au sein d'une nouvelle cellule du FBI ayant accès à un appareil gouvernemental top secret permettant d'ouvrir une «fenêtre sur le temps», et ainsi de retrouver les preuves nécessaires à l'arrestation d'importants criminels. Cette fenêtre permet d'observer des évènements dans le passé s'étant déroulés quatre jours, six heures et quelques minutes auparavant... pas une de plus, pas une de moins. Durant son investigation, Doug va découvrir que ce que la plupart des gens pensent n'être qu'un effet de leur mémoire est en fait un don bien plus précieux, une force qui le mènera vers une course contre la montre pour sauver des centaines d'innocents.

En 1947, étudiant les mathématiques à l'université de Princeton, John Forbes Nash Jr., un brillant élève, élabore sa théorie économique des jeux. Pour lui, les fluctuations des marchés financiers peuvent être calculées très précisément. Au début des années cinquante, ses travaux et son enseignement au Massachusetts Institute of Technology ne passent pas inaperçus et un représentant du Département de la Défense, William Parcher, se présente à lui pour lui proposer d'aider secrètement les États‐Unis. La mission de John consiste à décrypter dans la presse les messages secrets d’espions russes, censés préparer un attentat nucléaire sur le territoire américain. Celui‐ci y consacre rapidement tout son temps, et ce au détriment de sa vie de couple avec Alicia. Ce job n'est toutefois pas sans risques : des agents ennemis surveillent ses moindres faits et gestes. Mais personne ne le croit.