《安德的游戲》故事背景設定在未來世界，那時候人類已步入太空時代，但卻在短短數十年間遭到一種外星生物——蟲族的兩次襲擊，史稱“第一次入侵”和“第二次入侵”。在“第二次入侵”中，人類的主力艦隊遭到毀滅性打擊，幾乎全軍覆沒。然而，一個名叫梅澤·瑞克漢姆（Mazer Rackham）的指揮官僅靠一支小艦隊竟奇跡般的消滅了無論在數量上還是質量上都占據了絕對優勢的蟲族艦隊，從而挽救了人類。

很多年以后，為了抵御即將到來的“第三次入侵”，人類把地球上幾乎所有的天才兒童送到外太空艦隊中接受特殊培訓，希望能培養出像梅澤·瑞克漢姆一樣優秀的指揮官，率領人類艦隊與蟲族戰斗。《安德的游戲》中的男主人公安德·維京（Ender Wiggin）就是其中一個被選中接受重點培養的天才兒童。

安德·維京（阿沙·巴特菲爾德飾）在一眾優秀的學員中同樣展現出了杰出的天份。機智、同情心和卓越的戰術運用都讓他成為班里的佼佼者，在零重力戰斗教室里進行的激光訓練也都證明他擁有非常出色的戰術及體能。安德的特殊才能也激起了其他新學員的嫉妒。戰斗學校的指揮官格拉夫上校（哈里森·福特飾）將安德與其他孩子隔離開，以便磨礪他獨特的領導才能。

起初，安德很受排擠，但憑借對人性不可思議的理解力，他逐漸與隊友打成一片，不久即晉級到位于遙遠星球的軍官學校深造，那里曾經被蟲族用來當做入侵地球的前沿陣地。在多年前曾打敗蟲族、才華橫溢的指揮官馬澤·雷漢（本·金斯利飾）的嚴格訓練下，安德的能力很快得到提升，帶領他的隊友在模擬戰中對抗敵軍。

格拉夫和雷漢都確定蟲族即將發動另一次攻擊，他們相信僅剩幾周的時間可以訓練安德，讓其有能力領導國際艦隊為地球的生存而戰。但是當安德為終極測試而做準備時，他開始陷入掙扎，懷疑起他即將面對的重要任務。這是換取和平的最佳方式嗎？