6 juin 1944 : jour historique du débarquement allié en Normandie et début de la libération de l'Europe de l'Ouest du joug de l'Allemagne nazie. Plage d'Omaha Beach, secteur « Dog Green », au matin. Les bombardements aériens et navals alliés ont été inefficaces et la vague d'assaut américaine va devoir affronter des défenses allemandes quasi intactes.

Le capitaine John H. Miller (Tom Hanks) est le commandant d'une compagnie de rangers américains, tentant de débarquer sur la plage. Après de durs combats, lui et ses hommes parviennent à créer une brèche dans les fortifications ennemies. Peu après avoir remporté la bataille, le capitaine Miller se voit confier une nouvelle mission, celle-ci provenant directement de l'État-Major allié.

Durant le débarquement, trois hommes dénommés Ryan, appartenant tous à la même fratrie de quatre frères, sont morts au combat : l'un sur la plage d'Omaha Beach, un autre sur Utah Beach. Le troisième est mort en Nouvelle-Guinée, durant les campagnes du Pacifique. Les 3 lettres annonçant la mort de ses fils vont parvenir à leur mère en même temps. Le dernier frère, le soldat James Francis Ryan (Matt Damon), fait partie de la 101e division aéroportée américaine, parachutée sur le Cotentin, en plein territoire ennemi, et dont on est sans nouvelles.

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Informé de ces évènements, le chef de l'État-major des États-Unis, le général Georges C Marshall, basé à Washington, décide de monter une expédition de sauvetage. La mission du capitaine Miller et de son unité est de retrouver Ryan, et, s'il est encore vivant, de le ramener sain et sauf pour le faire rapatrier chez lui. Cette expédition de secours part alors à sa recherche à travers le bocage normand, au gré des combats contre les troupes allemandes qui tentent de résister à l'avancée alliée. Au fil de leur quête, après avoir perdu successivement plusieurs hommes de leur unité durant l'accomplissement de leur mission, certaines questions se posent à Miller et à ses hommes, qui deviennent amers et désillusionnés : - arriveront-ils à retrouver ce Ryan en vie parmi le carnage qui sévit autour d'eux ?, mais surtout : est-ce que la vie du soldat Ryan vaut celles risquées par ceux qui tentent de le retrouver ?