星际大争霸的故事背景是设定在一个遥远的星系，他们正处于一个称为“第七个千年”的时期。十二个殖民地（行星）上的人类已经跟一个称为赛隆人（Cylons）的机器人种族进行了长达千年之久的战争，赛隆人的目的是要灭绝所有人类。

赛隆人突然透过人类议员巴特伯爵（Count Baltar）的外交频道要求和平协议。人类领导者和舰队指挥官们被赛隆人的和平协议弄得自满和松懈。所有人类的战舰，包括称为战星（battlestar）的十二艘母舰，被邀请前往参加停战会谈，以完成和平协议的最后步骤。这其实是个骗局——巴特为了追求个人的权利和荣耀，因而背叛了人类，而且赛隆人并没有真正地计划要和平。

艾达玛（Adama），战星银河号（Galactica）的指挥官，对于赛隆人的动机起疑。他下令由他最好的两个飞行员，艾达玛的长子阿波罗（Apollo）以及另外一位，进行正规巡逻任务。艾达玛的另一个儿子，萨克（Zac），说服了第二个飞行员让他去。这次的巡逻发现了许多藏匿着的赛隆战机中队，同时他们也被发现了。赛隆人在巡逻队返回银河号的途中干扰他们的通讯。萨克的战机被击中，速度减慢，使得阿波罗必须抛下他，才能及早对舰队进行警告。赛隆人在阿波罗赶回来帮助萨克之前杀了他。

尽管总统的命令是克制，艾达玛还是能够在赛隆战机大队展开攻击前将银河号进入备战状态，不过其他战星却没办法。结果就是舰队大部分遭到突袭与歼灭。在战争期间，阿波罗告诉艾达玛他发现赛隆战机挂载着燃料槽。艾达玛了解到它们的目的是延伸赛隆基地舰（basestar）的战机攻击范围。他命令银河号撤退，以能及时保卫它的家园，凯布卡（Caprica）。不过一切都太迟了，到家之后他发现只剩下遭到赛隆基地舰蹂躏的废墟。艾达玛接着了解到所有十二个殖民地都是同样的命运。在毁灭人类的殖民地之后，这些基地舰便继续前往“停战会谈”地点去摧毁剩下的战星。

殖民地文明面临毁灭，赛隆人也持续灭绝人类的行动。艾达玛呼吁每艘可以升空的太空船逃离赛隆人前来。唯一的希望是银河号可以保护这个舰队越久越好，让他们可以找到传说中的第十三个人类殖民地——地球。也许地球有足够的科技可以击败赛隆人。传说和神话记载这个殖民地只有寇伯（Kobol）的最后贵族知道。寇伯这个行星早在千年以前人类大举前往探索外太空时期就已经废弃了。

协助艾达玛寻找地球的是泰（Tigh）上校，银河号的大副，以及由阿波罗（艾达玛剩下的儿子）、史巴克（Starbuck）、与布玛（Boomer）领导的毒蛇机（viper）飞行员中队。赛隆领导人轻蔑地窝藏一个短暂有用的背叛者，巴特，决定处决他。在电影里面，巴特被斩首。不过在电视系列剧里面，死刑在斩首之前暂停以让他帮助赛隆人猎杀剩下的人类。

银河号和逃难太空船组成的流亡舰队在度假星球凯乐隆（Carillon）周围获得了短暂的喘息机会。但是凯乐隆上的原住民欧比人（Ovions）的目的其实是拖住人类，以让赛隆人聚集兵力来摧毁人类舰队。欧比人利用这个情况，绑架难民舰队的航员和旅客以做为食物。阿波罗和史巴克在调查伙伴失踪事件的时候发现了这个阴谋。在救出被囚禁的伙伴之后，阿波罗和史巴克在与赛隆人交火之际，点燃了行星地底下埋藏的泰里恩（Tylium）矿藏。

在此同时，新的议会相信赛隆人已经被远远地抛在后头，所以坚持应该要趁机举行庆祝会。议会安排了派对和颁奖宴会，要求所有战机飞行员都要参加，一位坦率的议员更要求不准带武器，完全忽略赛隆人的威胁。赛隆人以为所有的战机飞行员都参加了凯乐隆星上的颁奖宴会，就对轨道上的银河号发动战机攻击。不过艾达玛和泰早就怀疑这是陷阱，所以安排由地勤人员伪装成大部分的战机飞行员。真正的飞行员一直在待命，并成功地击退了赛隆战机。

再一次地，阿波罗知道赛隆战机无法在没有补给船的情况下远航。阿波罗和史巴克前往猎杀这些另外的舰艇，然后在凯乐隆星的背面发现了一艘赛隆基地舰。在违抗艾达玛指挥官的返航命令后，阿波罗和史巴克决定尝试摧毁它，让难民舰队可以逃避追击。他们使用无线电通讯来愚弄赛隆人，让它们以为有大批毒蛇机中队即将前来攻击。赛隆基地舰下降进入凯乐隆星的大气层以躲避侦测，却被火网爆破凯乐隆星时一同被摧毁。

尽管获得了胜利，人类意识到，赛隆人仍会继续追击他们，所以他们展开了他们“孤独的探索旅程，找寻一颗以地球为名的闪亮行星”。