Шестнадцатилетний Лем живет на Планете 51, в мире, с белыми аккуратными заборчиками, напоминающем Америку 50-х. Он счастлив в своем безопасном и предсказуемом мире, и проводит все свободное время мечтая о руководящей должности в местном планетарии и свадьбе с соседской девочкой Ниирой.

Однажды, во время барбекю на заднем дворе семьи Нииры с неба, пересекая световые годы вдали от своей родной планеты, приземлился, терпя крушение, астронавт Капитан Чарльз «Чак» Бэйкер. Ничего не подозревая, он высаживается из своего корабля, наслаждаясь великим моментом. Он с триумфом устанавливает свой флаг и, обернувшись, обнаруживает… зеленокожих обитателей Планеты 51, которые в замешательстве за ним наблюдают. Он в панике убегает и, совершенно случайно, находит убежище в планетарии Лема.

Когда Лем и Чак преодолевают взаимный страх, между ними завязывается дружба. Лем соглашается прятать Чака от параноидальной армии Планеты 51, которая решила захватить пришельца, так как, по их мнению, он прилетел, чтобы уничтожить Планету 51. Но все, чего Чак на самом деле хочет – это добраться до своего корабля, до тех пор, пока в нем не закончилось топливо!

Итак, с помощью Лемма и его друзей, пары не особо сообразительных солдат армии Планеты 51, нервного, но надежного робота-проводника Ровера, Чак и компания мчатся к его космическому кораблю, пока не станет слишком поздно…