アリゾナのデザート・ロック。町はずれの砂漠に生物学者ディーマー博士（レオ・Ｇ・キャロル）の研究所があった。博士はここで2人の助手、ジェコブとランドを相手に、原子力を応用した秘密の人口栄養素の研究を続けていた。ある日、助手のジェコブが砂漠出死体となって発見された。保安官アンドリュウス（ネスター・ペイヴァ）は町の医師マット・ヘスティングス（ジョン・エイガー）とディーマー博士に死体を見せたが、博士はジェコブが病死したと診断した。しかしマットはその死因に疑問を抱いた。ディーマー博士の栄養素はほぼ完成していたが、まだ危険な服作用を伴った。助手2人は動物実験にあきたらず自身試験台となり、まず、ジェコブが服作用の異常発育の犠牲となって死んだ。やがて助手ランドも副作用で発狂し、ある夜博士を襲って無理に薬を注射した上、倒れた。この頃、女生物学者スティーヴ・クレイトン（マラ・コーデイ）が町に着いた。彼女は偶然知り合いとなったマットに伴われてディーマー博士の研究所に行き、助手として働くことになった。研究所では、先にランドが発狂して博士を襲ったとき、格闘にまぎれてタランチュラという毒蜘蛛がかん檻から逃げたことを誰も知らなかった。このころ附近の牧場では家畜や人間が何ものかに襲われて白骨化する事件が続出した。スティーヴの電話で、重体に陥入ったディーマー博士を手当てに駆けつけたマットは、博士の口からすべての事情を知った。事件現場で採取した粘液は、分析の結果毒蜘蛛タランチュラの唾液と判り、謎の殺害者の正体は明らかとなった。巨大な毒蜘蛛は山を下りてデザート・ロックに迫り、町には警戒体制が布かれた。しかしタランチュラは先ず途中の研究所を襲い、スティーヴは急行したマットに救われたが博士は毒蜘蛛の餌食となった。デザート・ロックは恐慌状態となり、警官隊が出動したがタランチュラは物ともせず、遂に空軍のナパーム弾投下で辛うじて焼き殺すことができた。