Film petualangan keluarga Aliens in the Attic menghadirkan kisah seru sekaligus kocak tentang sekelompok anak yang harus menyelamatkan Bumi dari invasi alien tanpa sepengetahuan orang dewasa.

Cerita berawal dari keluarga Pearson yang pergi berlibur ke rumah danau di Michigan. Stuart dan Nina mengajak anak-anak mereka, Tom, Bethany, dan Hannah, serta anggota keluarga lain seperti Paman Nate, sepupu-sepupu, dan Nana Rose. Situasi makin ramai ketika Ricky, pacar Bethany, ikut tanpa diundang.

Liburan berubah jadi petaka saat empat objek misterius mendarat di atap rumah. Ternyata, itu adalah alien kecil bernama Skip, Tazer, Razor, dan Sparks. Mereka berasal dari ras Zirkonian yang berencana menguasai Bumi. Dalam insiden di loteng, Ricky tertembak alat pengendali pikiran milik alien, membuatnya jadi "boneka" mereka.

Tom dan anak-anak lainnya segera menyadari bahwa alat tersebut hanya bekerja pada orang dewasa. Artinya, mereka adalah satu-satunya harapan untuk melawan para alien. Dengan kreativitas khas anak-anak, mereka merakit senjata sederhana seperti pistol kentang dan mulai menyusun strategi untuk melindungi keluarga mereka.

Di tengah kekacauan, Hannah justru berteman dengan Sparks, alien yang baik hati dan tidak setuju dengan invasi. Dari Sparks, mereka mengetahui bahwa alien sedang mencari alat bernama Sizematron yang bisa memperbesar ukuran tubuh mereka untuk menyerang Bumi.

Pertarungan pun semakin intens. Anak-anak harus menghadapi alien sekaligus melindungi orang dewasa yang tak tahu apa-apa. Bahkan Nana Rose sempat dikendalikan alien dan memiliki kekuatan super. Namun dengan kecerdikan dan kerja sama, anak-anak berhasil membalikkan keadaan.

Di klimaks cerita, Skip berhasil menggunakan Sizematron dan berubah menjadi raksasa, tetapi anak-anak memanfaatkan alat pengendali pikiran untuk mengalahkannya. Mesin akhirnya hancur, invasi dibatalkan, dan Sparks kembali ke planetnya setelah berpamitan dengan haru.

Liburan pun kembali normal, namun petualangan ini membuat anak- anak semakin dekat. Dalam adegan penutup, Tom dan Bethany bahkan "balas dendam" pada Ricky dengan alat pengendali pikiran, menciptakan momen kocak yang tak terlupakan.