De zestienjarige Lem leeft op Planeet 51, een rustige planeet waar nooit iets spannends gebeurd.
De groene bewoners leiden een heerlijk zorgeloos leven; ze daten, sporten en gaan naar hun werk.

Tot op een dag astronaut Chuck met zijn ruimteschip in een achtertuin landt tijdens een familie BBQ. De hele planeet staat op zijn kop. Ze weten zeker dat deze ‘alien’ hun wereld wil vernietigen! Het hele leger rukt uit om hem op te sporen en uit te schakelen.

Dan ontmoet Lem Chuck per ongeluk en ontstaat er een vriendschap tussen de twee. Vastbesloten om de astronaut te helpen, regelt Lem een schuilplaats. Maar het enige wat Chuck wil, is zo snel mogelijk terug naar zijn ruimteschip, voordat het terugkeert naar de aarde.
Met de hulp van Lems vrienden (een aantal klunzige P51 soldaten) en de grappige onderzoeksrobot ROVER, proberen ze Chuck bij zijn ruimteschip te krijgen voor het te laat is…