昔、昔、ワープした昔。遠い銀河系のかなたにスペースボール星人という恐ろしい宇宙人がいた－－物語の第11章の字幕と共に、映画はスタート。自分の星の大気を使い果たしたスペースボール星のスクルーブ大統領（メル・ブルックス）以下悪しき指導者たちは、平和を愛する近くのドルイデア星から大気を奪おうと陰謀を画策。ヴェスパ姫（ダフニ・ズーニガ）を誘拐して、父親ローランド王（ディック・バン・パテン）を脅迫して、大気を奪うコード番号を聞き出そうと計画する。アクビ王子（ジム・Ｊ・ブロック）との結婚式からロボットのドット（ロレーン・ヤーネル）と共に逃げ出したヴェスパは、スクループの命令をうけたダーク・ヘルメット（リック・モラニス）にねらわれた。イーグル5号の船長ローン・スター（ビル・プルマン）は、半人半犬バーフ（ジョン・キャンディ）と共に、ピザ・ザ・ハットから借金をかえすようせめたてられている。そんな彼らにローランドは姫救出を依頼。ローン・スターらと姫はダーク・ヘルメットらの追跡をかわし、ベガ星に着陸。姫との間に愛もめばえたローン・スターは、寺院の中で聖者ヨーグルト（メル・ブルックス）に霊力を伝授される。だが、スペースボール星人の追撃はきびしく、彼らの宇宙船をトランスフォーマー（変身巨大ロボ）にして戦ったりするが、ローン・スターらの活躍で、宇宙に平和はもどる。かくて、ローン・スターと姫はドルイデア星で結婚式をあげるのだった。