Lo scienziato Galen Erso, dopo aver lavorato per anni per l'Impero Galattico, si è ritirato sul pianeta Lah'mu, dove vive insieme alla moglie Lyra e alla figlia Jyn. Erso viene raggiunto dal Direttore Imperiale Krennic, che uccide Lyra e costringe lo scienziato a completare la progettazione della Morte Nera, una stazione spaziale capace di distruggere interi pianeti. Jyn riesce a fuggire e viene salvata dal ribelle Saw Gerrera. Quindici anni dopo, Erso convince Bodhi Rook, un pilota imperiale, a portare all'Alleanza Ribelle un messaggio per informarli dell'esistenza della Morte Nera, ma viene catturato dalla fazione estremista di Gerrera. Jyn, ormai adulta, viene fatta evadere da una prigione imperiale dai ribelli, che vogliono usarla per rintracciare Galen e ucciderlo, impedendo così che l'arma venga completata.
Jyn, insieme all'ufficiale ribelle Cassian Andor e al droide K-2SO, si reca sul pianeta Jedha per incontrare Gerrera, che le mostra il messaggio inviato da Galen; nel messaggio lo scienziato rivela di aver deliberatamente inserito una vulnerabilità nel reattore centrale della Morte Nera che, se colpito, provocherebbe la distruzione dell'intera stazione. Nel frattempo il Governatore Tarkin incontra Krennic a bordo della Morte Nera ed esprime i suoi dubbi sull'effettiva potenzialità dell'arma. Krennic dimostra il potere della Morte Nera distruggendo Jedha City; Jyn e il suo gruppo, a cui si sono aggiunti il monaco cieco Chirrut Îmwe e il guerriero Baze Malbus, sono costretti a fuggire, ma Saw rimane ucciso. Tarkin decide di prendere lui stesso il controllo della stazione, usando come scusa le falle nella sicurezza avvenute sotto il comando di Krennic.
Rook conduce Jyn sul pianeta Eadu, dove si trova un centro di ricerca imperiale in cui lavora Galen. Contemporaneamente Krennic si incontra con Galen, che rivela di aver tradito l'Impero. I ribelli attaccano il centro di ricerca, provocando la morte di Galen. Krennic ordina di analizzare tutti le informazioni raccolte da Galen negli anni per scoprire cosa egli abbia inviato all'Alleanza Ribelle e riabilitare in tal modo il suo nome. Jyn propone all'Alleanza Ribelle di sottrarre i piani di progettazione della Morte Nera ai database imperiali su Scarif, ma il comando ribelle, in assenza di vere prove per verificare il racconto di Jyn, respinge il piano. Jyn raduna un gruppo di volontari per recarsi segretamente su Scarif; utilizzando il nome in codice "Rogue Uno", il gruppo riesce a eludere i controlli e a fuggire a bordo di un'astronave rubata. Arrivati su Scarif, Jyn, Cassian e K-2SO si infiltrano nel complesso e rubano i piani, mentre gli altri ribelli effettuano delle azioni d'attacco per distrarre le truppe imperiali. Saputo del piano di Jyn, l'Alleanza Ribelle decide di correre in suo aiuto e fornirle supporto. K-2SO, Chirrut, Baze e Rook si sacrificano per permettere a Jyn e Cassian di recuperare i piani. Krennic raggiunge Jyn, ma viene colpito da Cassian.
Venuto a conoscenza dell'attacco ribelle, Tarkin decide di utilizzare la Morte Nera per distruggere il complesso su Scarif ed eliminare in tal modo qualsiasi minaccia. Jyn riesce a inviare i piani della Morte Nera alla nave di comando dell'Alleanza Ribelle, ma rimane uccisa insieme ai suoi compagni quando la Morte Nera distrugge la base. La nave ribelle viene assaltata dai soldati imperiali guidati da Darth Vader. Un gruppo di ribelli riesce a fuggire a bordo di una corvetta corelliana, portando con loro i piani rubati. I piani vengono affidati a Leia Organa, principessa di Alderaan, convinta che tali informazioni daranno nuova speranza all'Alleanza Ribelle.
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