Cuando la Tierra recibe la visita de una enorme flota de platillos volantes procedentes de Marte, el Presidente de los Estados Unidos James Dale se dirige al pueblo de los Estados Unidos. Nathalie Lake, presentadora de un programa de entrevistas, y su novio, el reportero Jason Stone, intentan sacar provecho de la noticia con una entrevista al profesor Donald Kessler, asesor científico del presidente Dale, que se ve inesperadamente interrumpida por una emisión del líder marciano. Mientras los marcianos se preparan para aterrizar en las afueras de Pahrump, Nevada, numerosas personas de todo el país reaccionan ante su llegada, entre ellos el empleado de una tienda de donuts Richie Norris y su hermano mayor Billy Glenn, el extravagante operador de casinos Art Land y su esposa hippie Barbara, el ex boxeador divorciado Byron Williams y su ex esposa Louise, y los hijos de Byron y Louise, Cedric y Neville.

En contra del consejo del General Decker, el Presidente Dale decide recibir a los marcianos como dignatarios extranjeros, ordenando al oficial militar General Casey que les dé la bienvenida a la Tierra. Billy Glenn, soldado raso del ejército estadounidense, es uno de los soldados que se ofrece voluntario para acompañar al general Casey en su recepción de los marcianos en Nevada. A pesar de que el mensaje traducido del embajador marciano afirma que los marcianos "vienen en son de paz", el embajador ve cómo un hippie suelta una paloma al aire y la mata con su pistola de rayos. Los marcianos se vuelven entonces contra la multitud reunida y la atacan con sus pistolas de rayos, matando al general Casey, a Jason y a Billy Glenn, y secuestrando a Nathalie y a su chihuahua Poppy.

Kessler convence al presidente Dale de que el ataque de los marcianos en Nevada puede haber sido el resultado de un malentendido cultural, y el presidente Dale acepta que el embajador marciano se dirija al Congreso después de que los marcianos presenten una disculpa formal por sus acciones. Una vez más, los marcianos se vuelven contra los humanos reunidos, masacran a la mayor parte del Congreso y secuestran a Kessler. Mientras Nathalie y Kessler permanecen cautivos en la nave nodriza marciana, los marcianos cambian las cabezas de Nathalie y Poppy y reducen a Kessler a una cabeza incorpórea.

El presidente Dale sobrevive por poco a un intento de asesinato por parte de un marciano disfrazado de atractiva mujer rubia, que se infiltra en la Casa Blanca seduciendo y matando a su secretario de prensa Jerry Ross. Tras el intento de asesinato, los marcianos inician una invasión a gran escala de la Tierra, atacando las principales ciudades de todo el mundo. Cuando los soldados marcianos invaden la Casa Blanca, la Primera Dama Marsha Dale muere al caerle una lámpara de araña mientras el Presidente Dale escapa al PEOC. Poco después, Land muere cuando los marcianos destruyen su casino en Las Vegas.

En Las Vegas, Barbara se prepara para huir a Tahoe en el avión privado de Art, y se ofrece a que Byron la acompañe. A la pareja se unen Cindy, compañera de trabajo de Byron, y el cantante Tom Jones, que se ofrece a pilotar el avión. Mientras tanto, Richie abandona a sus padres en su casa rodante y se dirige a la residencia de ancianos de su abuela Florence para acompañarla a un lugar seguro, dejando que sus padres sean asesinados por un marciano que pilota un robot gigante. En la residencia de ancianos, el cerebro de los marcianos explota inesperadamente al escuchar la grabación de Florence del yodel de Slim Whitman en "Indian Love Call", revelando una de sus únicas debilidades.

Finalmente, los soldados marcianos irrumpen en el búnker de seguridad del presidente Dale, aplastando al general Decker tras reducirlo a un tamaño minúsculo con un rayo encogedor, y luego apuntan sus armas contra todos los demás en el búnker, haciendo que muchos mueran mientras otros huyen del búnker, dejando al presidente Dale como el último vivo en la sala. Pronuncia un discurso elocuente y apasionado exhortando a los marcianos a hacer las paces con la humanidad, pero el líder marciano, ahora con los ojos llorosos, le mata con un dispositivo de falsa mano después de ofrecerle un apretón de manos.

Barbara, Byron, Cindy y Tom Jones alcanzan el avión de Art, pero encuentran la pista invadida por un grupo de marcianos liderados por el embajador marciano. Para ganar tiempo para que sus compañeros escapen, Byron se adelanta para retar al embajador a un combate de boxeo, y lo mata a golpes antes de ser aparentemente invadido por los marcianos mientras el avión despega. En todo el mundo, los marcianos son derrotados mientras los humanos tocan "Indian Love Call" para incapacitarlos.

Tras la guerra con los marcianos, Taffy, la hija adolescente del presidente Dale, concede la Medalla de Honor del Congreso a Richie y Florence. En Washington D.C., Byron -que sobrevivió a su encuentro con los marcianos- se dirige a casa de Louise para saludar a su familia. En Tahoe, Barbara, Cindy y Tom Jones salen ilesos de una caverna.