La base argumental es que en algún lugar distante del universo existe una civilización humana que vive en unos planetas llamados "Las doce colonias de Kobol", las cuales permanecen en un débil armisticio con una raza de robots llamados Cylon, quienes, con ayuda del ser humano llamado Doctor Baltar, lanzan un ataque nuclear imprevisto y coordinado, devastando los planetas y exterminando sus poblaciones.

Todo lo que queda de la humanidad es una nave de combate, la Battlestar "Galactica", que fue capaz de resistir el ataque (la explicación en la serie es que es debido a que sus sistemas informáticos eran anticuados, siendo una nave de guerra a punto de ser retirada del servicio militar para convertirse en museo), junto con un grupo de naves espaciales civiles (cargueros, de pasajeros, cruceros recreativos espaciales, etc) que se encontraban en vuelo durante el ataque o despegaron durante éste.

Galactica reúne a dichas naves en un convoy que es todo lo que queda de las colonias y trata de sobrevivir a los sucesivos ataques Cylon y las traiciones de Baltar, mientras buscan la salvación en la legendaria decimotercera colonia cuya ubicación es desconocida: la Tierra.