Alors que la petite ville de Big Bean en Illinois se prépare à fêter l'Halloween, un nouveau shérif entre en fonction; c'est un veuf qui élève seul sa fille de huit ans, Kathy. Un animateur de radio a l'idée de diffuser à nouveau l'émission célèbre d'Orson Welles sur l'invasion de la Terre par des Martiens. Les ondes en sont captées par un vaisseau éclaireur venu de la planète Mars et les cinq occupants interprètent cela comme un appel à l'attaque. Ils atterrissent donc près de Big Bean et se répandent dans le village, mais les habitants croient voir en eux des enfants déguisés pour la mascarade traditionnelle du 31 octobre. Seule Kathy, férue de science-fiction, les reconnaît comme des extraterrestres et entreprend de les protéger, avec l'aide de son père et d'un vieux fermier, lorsque la situation tourne mal pour eux.