En un distante planeta verde y bullicioso llamado Planet 51, la vida transcurre en un ambiente pacífico y retro, muy parecido al de los años 50 en la Tierra. Los adorables habitantes de este planeta llevan una vida tranquila, disfrutando de sus jornadas laborales y de sus pasatiempos al aire libre, ajenos a la presencia de extraterrestres. Sin embargo, todo cambia cuando un astronauta humano llamado Chuck Baker aterriza accidentalmente en su mundo.