合衆国の発表によって、火星探検ロケットの計画が公開された。この壮途に参加するのはレーン博士（ジョン・ライテル）と主任技師ジム（アーサー・フランツ）、その恋人の女科学者キャロル（ヴァージニア・ヒューストン）、バーカー教授及び若い記者のスティーヴ（キャメロン・ミッチェル）であった。ロケットは軍官民の大群衆に見送られ、途中さまざまな危難にあいながら、48時間後ようやく火星に到着した。火星では地球からのニュースでロケットの到着を予知、一行は旺んな出迎えを受けたが、その進歩した文明生活には唯驚嘆させられるばかりであった。地球へ帰還するために破損したロケットを修理することとなり、火星の首領イクロンは物理学者ジャスティンを派遣してジムの作業を手伝わせた。仕事にはげむうちジムはジャスティンの娘アリタ（マーゲリット・チャップマン）と次第に親密になっていったが、一方ジムの恋人キャロルは記者のスティーヴに惹かれていくのであった。イクロンは滅亡に向かう火星の将来を憂い、火星人を地球に移住させようと決意、地球人のロケット設計を盗むために協力を装っていたが、機が完成次第地球人を逮捕する計画であった。ふとしたことからこれを知ったアリタはジムに急報、地球人は火星側の裏をかくために工事を急ぎはじめた。出発の前日、ジムはジャスティンとアリタを地球に連れ帰って彼女と結婚すると発表、同時にスティーヴとキャロルも将来を誓い合った。いよいよ当日、ジムはイクロンに召喚され、種々弁解を試みたが、地球人の計画を見破った火星側と遂に乱闘に及んだ。が、間一髪のところで彼は機に走り戻り、待ちかねた一行はたちまち火星を飛び立ち、一路地球に向かったのであった。