년대가 불분명한 5월의 어느날 화성인이 지구에 출현한다. 세계 평화와 자유진영의 지도자를 자처하는 미국 대통령 제임스 데일(President Dale: 잭 니콜슨 분)은 이들을 영접할 채비를 한다. 그러나 평화를 원한다며 지구를 찾아온 화성인들은 네바다 사막의 환영장에 대기 중인, 미국군의 데커 장군(Gen. Decker: 로드 스타이거 분)을 포함한 환영 인파를 무참히 사살해버린다. 참상의 원인이 커뮤니케이션의 문화적 차이라고 판단한 제임스 데일은 화성인과 재교신을 시도한다. 화성인이 공식적인 사과문을 보내오자 대통령과 각료들은 뛸 듯이 기뻐한다. 미국 국회 의사당에서의 사과 연설을 요청한 화성인들은 국회 의사당에 모인 정치인들을 모조리 죽여버리는 등 의사당을 살육의 아수라장으로 만들어버린다. 부모님과 캔사스의 도너츠 가게를 운영하던 리치(Richie Norris: 루카스 하스 분)의 형 빌리(Billy Glenn Norris: 잭 블랙 분)는 화성인의 침공에 대비한 지구 수비대에 지원했다가 참변을 당한다. 화성인을 우호적으로 평가했던 대통령 과학 자문위원인 케슬러 교수(Donald Kessler: 피어스 브로스난 분)와 취재에 열을 올리던 리포터들도 참변을 당한다. 어느날 밤, 백악관 앞뜰에 미모의 여인(Martian Girl: 리사 마리 분)이 나타난다. 바람둥이 호색가인 백악관 공보담당(Jerry Ross: 마틴 쇼트 분)은 그녀를 몰래 백악관 안으로 데려간다. 지구인으로 위장한 화성인이란걸 몰랐던 공보담당은 처참하게 살해당하고 급기야 영부인(Marsha Dale: 글렌 클로즈 분)마저 참변을 당한다. 제임스 데일은 백악관 집무실까지 침공한 화성인 대사에게 파괴와 파멸을 피하고 공생 번영을 위해 노력하자며 일장 연설을 늘어놓는다. 제임스 데일의 연설에 감동한 화성인 대사는 눈물을 흘리며 제임스 데일과 악수를 청한다. 순간 화성인의 팔이 잘려 나가더니 제임스 데일의 몸을 휘감다가 등을 쑤시고 나와 데일을 죽여버린다. 한편 라스베가스에서 부동산 투기를 하는 아트 랜드(Art Land: 잭 니콜슨 분)는 화성인의 침공에도 아랑곳없이 투기에만 열을 올린다. 그의 아내 바바라(Barbara Land: 아네트 베닝 분)는 새로운 천년 우주시대를 신봉하는 알콜중독자로서 화성인들과 희망적인 미래를 기대했다가 그들의 본말이 드러나자 의연히 총을 집어든다. 이제 미국 본토는 물론이고 전세계는 파괴와 악몽의 도가니로 추락한다. 그런데 이게 웬일인가. 지구를 삼켜버릴 듯한 기세로 설치던 화성인이 맥없이 죽어가는게 아닌가. 원인은 바로 리치의 할머니(Grandma Norris: 실비아 시드니 분)가 즐겨 듣던 올드 팝송의 특이한 선율과 파장 때문이었다. 화성인들은 머리통이 통째로 터지면서 죽어간다. 리치는 이 곡을 전세계 방송국에서 틀게 만든다. 각국의 지도자를 사살하며 지구 침공의 막바지에 열을 올리던 화성인들은 속수무책으로 죽어간다. 화성인의 지구 침공 세력은 그렇게 섬멸된다.