Steve Malone, un agente de la Agencia de Protección Ambiental, es enviado a una base militar en Alabama para comprobar los posibles efectos en el sistema ecológico circundante causados por las acciones militares. Le acompañan su hija adolescente de su primer matrimonio, Marti, su segunda esposa Carol, y el hermanastro de Marti, Andy. De camino a la base, paran en una gasolinera. En el baño, Marti es amenazada por un miembro de la policía militar con un cuchillo. Cuando éste se da cuenta de su miedo, la suelta, satisfecho de que ella muestre una respuesta emocional. Antes de salir de la habitación, le advierte: "te atrapan cuando duermes".

Steve y su familia se mudan a su nueva casa en la base, y Marti se hace amiga de la hija del comandante de la base, Jenn. En su primer día en la guardería, Andy se escapa porque lo reconocen como un extraño entre los otros niños, de alguna manera conformistas. El piloto del helicóptero Tim lo recoge y lo lleva a casa. Marti y Tim se sienten rápidamente atraídos el uno por el otro. Mientras tanto, mientras examina muestras de suelo, Steve es abordado por el oficial médico Major Collins, que le pregunta sobre los efectos psicológicos, en particular la narcofobia (el miedo al sueño), y su posible relación con la intoxicación del medio ambiente. Steve cree que una reacción fisiológica sería más probable.

Por la noche, Marti y Jenn van al bar al que acude el personal militar de la estación, donde se encuentran no sólo con Tim, sino también con el policía militar que amenazó a Marti en la gasolinera. Él niega que se hayan conocido antes. Esa noche, se ve a un grupo de soldados recogiendo vainas gigantes del río que pasa por la base. Cuando Andy se despierta y entra en la habitación de su madre, el cuerpo de Carol se desmorona y un doble desnudo y sin alma sale del armario. Nadie cree la historia de Andy de que su verdadera madre está muerta y la persona que se hace pasar por Carol es sólo una impostora.

La noche siguiente, Marti y su padre están a punto de ser "tomados" también por los duplicados que salen de las vainas gigantes. Carol intenta convencer a Steve de que la toma de posesión es algo bueno, alegando que acaba con la confusión y la ira. También afirma que no hay lugar al que ir, ya que los sucesos de la base no son un incidente aislado. Steve está casi conmocionado y entristecido para obedecer, pero Marti y Andy lo arrastran hacia la puerta. Carol emite un grito estridente y mecánico que alerta a los demás "habitantes de la cápsula" de la presencia de un ser humano. Ahora la mayoría en número, pululan por la base persiguiendo a los humanos restantes.

Tras esconder a Marti y Andy en un almacén, Steve entra en el despacho del Mayor Collins. La Mayor, histérica, intenta pedir ayuda, pero la línea está bloqueada. Mientras ingiere pastillas para evitar el sueño, Collins anuncia que es demasiado tarde para huir; lo único que pueden hacer es luchar. Su conversación se ve interrumpida por la llegada de un grupo de personas de la cápsula, lideradas por el comandante de la base, el general Platt. Mientras Steve se esconde, los hombres de la cápsula intentan convencer al comandante de que el individuo no es importante y que sólo la conformidad puede resolver los problemas del mundo. El Mayor se dispara antes de vivir en un mundo así.

Steve vuelve con sus hijos y les dice que le sigan, afirmando haber encontrado una salida. Conducen sin rumbo por la base militar, mientras los altavoces gritan instrucciones para extender la invasión llevando vainas en camiones. Al darse cuenta de que su padre fue replicado mientras estaba fuera, Marti desvía el coche hacia un lado e intenta escapar con su hermano. Tim, que ha escapado de sus antiguos compañeros que intentaban convertirle en uno de ellos, aparece de repente y Marti coge su pistola y dispara al duplicado de Steve. El cuerpo de Pod Steve se encoge en una masa de sustancia viscosa y sangrienta.

Tim consigue hacerse con un helicóptero de combate, pero Marti y Andy son llevados por los de la vaina. Sedan a ambos y los llevan a la enfermería de la base, donde los seres humanos restantes están siendo sistemáticamente duplicados por vainas. Tim consigue rescatar a Marti, a pesar de que su duplicado de vaina desnudo intenta seducirle. Incompleta, muere cuando él arranca sus zarcillos de conexión de Marti.

Marti y Tim abandonan el edificio, fingiendo ser personas de la vaina para poder llegar al helicóptero de Tim y escapar. Sin embargo, son vistos por Jenn, ahora un duplicado de la vaina, que sospecha y le dice a Marti que vio a Andy buscándola. Cuando Marti reacciona mostrando emoción, Jenn responde emitiendo un grito de vaina para alertar a los otros habitantes de la vaina. Tim y Marti consiguen subir al helicóptero y se les une en el último momento Andy, que corre hacia ellos. Pero nada más despegar, Andy, que en realidad es un duplicado de la vaina, ataca a ambos e intenta derribar el helicóptero. Tras una breve refriega, una desconsolada Marti se ve obligada a arrojar a Pod-Andy del helicóptero y éste emite un grito de vaina mientras cae al vacío.

El final de la película es ambiguo. Tim destruye los camiones llenos de vainas con los cohetes del helicóptero, mientras Marti confiesa su profundo odio en una narración en off, insinuando así una pérdida de calidad humanitaria. Mientras aterrizan en otra base, se oyen las palabras de la madrastra sustituida de Martí, anteriores en la película, que sugieren que el fenómeno puede haberse extendido ya más allá de la base militar: "¿Dónde vas a ir, dónde vas a correr, dónde te vas a esconder? A ningún sitio... porque no queda nadie como tú".