Alerté par son assistante et amie, Elizabeth, un inspecteur du Service de Santé à San Francisco, Matthew Bennell, en vient à remarquer le comportement étrange de diverses personnes de son entourage. Il découvre que des éléments végétaux venus d'une autre planète développent des cosses géantes d'où émergent des formes anthropoïdes qui assument l'apparence et la personnalité de gens qui deviennent les propagateurs d'une nouvelle espèce insensible. Avec quelques amis, Matthew cherche à échapper à l'emprise de ces envahisseurs extra-terrestres.