กัปตันชาร์ลส์ "ชัค" เบเกอร์ (พากย์เสียงโดย ดเวย์น จอห์นสัน) นักบินอวกาศผู้นำยานร่อนจอดลงบนดาว 51 และคิดว่า เขาคือผู้ค้นพบดาวดวงนี้เป็นคนแรก แต่เขาก็พบว่าดาวนี้มีผู้อาศัยเป็นสิ่งมีชีิวิตตัวเล็กสีเขียว ผู้ซึ่งใช้ชีวิตอย่างมีความสุขหลังรั้วสีขาว ที่ชวนให้นึกถึงวิถีชีวิตของชาวอเมริกันปี 50 และสิ่งเดียวที่เจ้าตัวน้อยสีเขียวหวาดกลัว ก็คือการเข้ามาของผู้รุกรานแปลกหน้าอย่างชัค ด้วยความช่วยเหลือของเพื่อนหุ่นยนต์ "โรเวอร์" และเพื่อนใหม่ เลม (พากย์เสียงโดย จัสติน ลอง) ชัคต้องออกสำรวจดินแดนแห่งดาวหมายเลข 51 เพื่อใ่ห้รอดจากการเป็นส่วนหนึ่งของพิพิธภัณฑ์ผู้รุกรานต่างดาว แห่งดวงดาว 51