卫斯理（刘德华）是联合国外星生物分析局的特别成员，负责处理地球上一切和外星生物有关的事件。某次在古董店参观一块奇异的蓝色“人骨”时，韦斯利遇到少时曾有过一面之缘的、外表看来和一般美女无异的、血液是蓝色的外星人方天涯（关芝琳），当他想将其留住时，方天涯消失了。古董店附近发生了一宗外星生物突袭事件，美国隶属FBI的外星生物调查机构接到上级命令，派出队中精英白素（舒淇）和白奇伟（张耀扬）兄妹领队到现场调查，众人与具有A级战斗力的外星生物展开交战。闻得风声的韦斯利也前来助阵，无奈不敌强大的敌手身受重伤，方天涯及时现身以奇异力量救出韦斯利，两人就此开始一段离奇情缘。
被牛头人冰封陷入昏迷的白素一直无法好转，卫斯理每日郁郁寡欢。表妹彩虹和小宝给卫斯理准备的庆生派对也无法使他提起兴趣。于是他与罗约翰医生喝闷酒，却接到了古董店老板老古的电话，原来老古入手了一件奇异物品，是一只半透明的、蓝色的人手臂，邀卫来研究，卫好奇前往，不料遇上一位气质独特的女孩方天涯，以巨资要买这只人手骨，买卖刚完成便有不速之客来抢，卫斯理出手相助打走来人，方天涯表示感激，匆匆离去。罗约翰前女友云小姐云萱忽来访卫斯理，指方天涯乃她要找的人，要卫告知下落，否则对卫不利，卫怒下逐客令，不料云小姐手下雇佣兵在她离去后马上杀到，卫斯理猝不及防受伤，温宝裕与彩云陷裕险境，幸方天涯突然出现，以超能力打败来敌，救了卫斯理。
卫斯理伤重，方天涯以自己一滴蓝血救之，竟马上痊愈。卫斯理想起小时候好像和方天涯有过接触，并在家中发现和方天涯相貌一致的古画，十分好奇，开始调查方天涯，刚与方的律师接触却再次被云小姐抢先。原来云小姐背后是世界首富电讯业大亨山齐士，方天涯曾因山齐士要签署捐巨款救助非洲儿童，但突然急病，眼看无数儿童失去希望，她就用一滴蓝血救了山齐士，不料山齐士不但不感激，而且知道她是拥有先进千年科技的外星人，要把她控制在自己手上，派云小姐及黑天使追捕她。
就在云小姐和黑天使诱捕方天涯即将得手之际，卫斯理与罗约翰突然出现，原来罗约翰在云小姐的项链中放入放入追踪器，得以救下方天涯。原来方天涯乃外太空某银河系蓝血星人，血液只有一百零六滴，都是蓝色，每一滴都能起死回生，但少于一百滴就会衰弱而死，她的太空舱数百年前在地球迫降，与爱人洛卡失散，数百年来孤寂地找寻洛卡下落，却杳无音讯，由于蓝血星人的寿命是地球人的数十倍，方天涯依然年青，但多年来全力掩藏真正身份，寂寞不足为外人道。云小姐和黑天使围捕方天涯不成，开始对昏迷的白素下手，绑架白素以换取方天涯，而方天涯却进入了山齐士的意识，拿蓝血星的科技与之交换白素，山齐士应允。
卫斯理苦求方天涯再用蓝血救白素，方天涯终允，白素成为蓝血再造人，但白素醒来后，却怀疑卫斯理与方天涯的关系，三人间产生了微妙的三角感情。老古弟弟通过一本古籍，指百年前一神人曾在古庙中组成帮会，此人有超能力，方天涯用蓝色手骨测座标年份，发现被斩下的时间地点就是约一百年前的泰国，卫斯理陪她赴泰国，古庙内有一百三十岁高僧见过洛卡，方天涯紧握老僧手进入他的记忆，果然见洛卡就是那个神人，但被手下叛徒斩断左手。
洛卡在信中说自己是遭地球人暗算，他还提醒方天涯千万不能相信地球人，一定要想办法回去，重建蓝血星家园。从这信件和老僧的记忆来看，洛卡很有可能已经在百年前那场帮派混战之后死去。偏偏祸不单行，方天涯又在冥想中发现，当年追杀自己和洛卡的伊毒间似乎已经跟随飞船来到了地球，那样的话，地球将会面临和蓝血星球一样被伊毒间侵蚀灭绝的危机。目前，只有尽快找回洛卡，他与方二人合力才有可能战胜伊毒间。蓝血星球的科技典籍「蓝血宝典」中有关于时光穿梭机的记载，如果众人能够成功制造出时光机，就能够去到当时救下洛卡。但以地球上的能源和原料现状来说，这是一个非常艰巨的任务，地球上的能源和原料十分有限，还需要山齐士的帮助。
通过时光机卫斯理、方天涯终回到百年前，虽阻止不了洛卡左手被斩，但救了他一命，最后一刻蓝血再造人白素穿越救出众人，并把洛卡带回现代。一对有情人重逢，感慨万千，但天涯不知道洛卡在逃亡时已被消灭蓝血星的邪恶人造人伊毒间入侵，思想变得邪恶，与野心极大的云小姐联手，要夺取山齐士的地位及财产，而且变成了变态杀人狂。
伊毒间发作的洛卡痛苦难当，他将魔爪伸向了彩云，这时方天涯突然出现打断了他。方趁洛卡熟睡时读取了他的记忆，确定他被伊毒间感染，只是他体内的伊毒间暂时被能量钉封住了，这使他的意志没有完全被侵蚀。几百年过去了，能量钉的作用越来越微弱，洛卡正慢慢地被伊毒间黑化。洛卡试图说服天涯和自己一起，利用「伊毒间」的力量统治地球，可伊毒间是侵略性极强的生物，是摧毁蓝血星球文明的罪魁祸首，方天涯无论如何不能答应。两人发生争执，这时卫斯理和白素出现，警方怀疑洛卡和昨晚的凶杀案有关，要逮捕他归案。洛卡反抗，用枪打伤卫、白二人，但是二人却在他面前奇迹般地恢复了，眼中还闪烁着隐隐蓝光。洛卡明白，这是他们体内蓝血基因的作用，天涯一定曾经救过他们。洛卡对天涯彻底失望，愤而逃走。
丧心病狂的洛卡返回卫家袭击卫斯理，关键时刻机器人矮冬瓜挺身相救。卫趁机反击，洛卡被电击枪打中落水，落荒而逃。洛卡的力量与日俱增，方天涯又不知所踪，卫斯理等人十分忧心。罗约翰受云萱邀请参加山齐士集团的新能源发布会，卫决定趁此机会潜入山齐士的实验室寻找方天涯。卫斯理和白素去寻天涯，卫不慎被魔娘设计抓住。另一边，发布会开始，主持人却临时由云萱改为了美娜，很明显山齐士有意将自己的商业帝国全权交给女儿美娜继承，没有给云萱留下分毫。洛卡告诉云萱如果不想这种事发生的话，就找机会将自己给的这颗药丸喂山齐士服下，他便会突发脑溢血死亡，而且查不出原因。云萱为保住自己的权力地位，决定在山齐士的酒里下药，没想到被山齐士识破，两人彻底撕破脸。
魔娘与洛卡私下达成合作，想要从他获得的利益中分得一杯羹。洛卡假意关心方天涯，却是想得到她手上的「蓝血宝典」。他欺骗天涯说要从蓝血宝典中寻找修复飞船的方法，然后带她回到蓝血星。可是此时的方天涯已经不再相信洛卡，她告诉洛卡蓝血宝典早已被毁。洛卡气急败坏，将血管炸弹药丸喂给了卫斯理，卫斯理备受折磨。方心痛不已，不得已告诉洛卡蓝血宝典被自己藏在了北京。云萱通过早先安插在黑天使内部的眼线，得知了卫斯理被关押在魔娘的巢穴。罗、白、云三人闯入巢穴，救出了卫斯理。虽然卫斯理体内很多血管爆裂，但是恢复神速。他告诉众人，方天涯被洛卡带去了北京。云萱感觉到众人的谈话有些刻意回避她，心中不舒服，罗约翰安慰她说无论如何自己都会相信她。
洛卡发现自己被骗后火冒三丈。方天涯被众人救出，夜里方天涯、卫斯理两人出来找蓝血圣经的真实埋藏地，不料却被云小姐抢走，原来这一切是引诱云小姐暴露身份的计策，被抢走的并不是真的蓝血圣经，云小姐悻悻而去。洛卡与山齐士的女儿美娜结婚，地位更加稳固，下手害山齐士，伪装成植物人的山齐士却偷偷告诉女儿美娜，洛卡真实的面目。美娜争夺到了山齐士集团总裁位置，并与洛卡反目。
