住在加州某小鎮的美麗女孩蘇珊·墨菲（瑞茜·威瑟斯彭配音）即將與深愛的男友德里克·迪爾特（保羅·路德配音）結婚時，意外被隕石擊中頭部而蛻變為身形高大、白發雪亮的巨人。這一變異使她嚇跑親友并遭神秘武裝人員拘捕，被押送至52區秘密基地，與半魚人、果凍怪等特殊生物共同成為軍方研究對象。此時外星入侵者加萊克薩哈（瑞恩·威爾森配音）駕駛飛行器逼近地球，其攜帶的毀滅性能量令各國軍隊束手無策。在人類文明瀕臨滅絕之際，被特殊武器暫時制伏的蘇珊與怪物同伴獲得軍方釋放。他們被迫組成非常規作戰部隊，憑借各自獨特變異能力突襲外星母艦。最終蘇珊通過精準擊中隕石殘骸引發連鎖爆炸，與隊友協作摧毀敵方核心裝置，成功將加萊克薩哈驅逐出地球大氣層。事后軍方撤銷對變異生物的敵視政策，蘇珊則在保留巨人形態與回歸平凡生活間作出自主選擇。