In het jaar 2046 ontdekt de familie Robinson met het ruimteschip Jupiter 2 een scheur in de ruimtetijd en storten neer op een onbekende planeet. Lichtjaren van de beoogde bestemming verwijderd moeten de Robinsons en andere kolonisten, die met hen zijn gestrand, strijden tegen een vreemde nieuwe buitenaardse omgeving, terwijl ze proberen de planeet te verlaten.

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.