인류의 역사로 기록될 화성 탐사가 한창 매스컴을 통해 방송되고, 그 첫발을 디딘 이는 상원의원 아들이자 공군 대위인 패트릭 로스. 패트릭과 화성 탐사 대원들은 모두 국가적인 영웅으로 떠오른다. 그러나 우주선이 지구로 귀환하려던 차에 7분간 교신이 두절되는데...
한편 국방부는 로라 박사로 하여금 외계 생명체의 공격에 대비한 방어책을 찾기 위해, 전편에 등장했던 '실'의 유전자로 '이브'를 복제해 반인 반외계인의 약점을 찾아내도록 한다.
지구로 돌아온 패트릭은 자신에게 이상한 일이 벌어지고 있음을 알게 되고, 패트릭의 혈액을 검사하던 오린스키 박사는 외계인 DNA가 패트릭의 몸속으로 침투한 것을 발견하고, 정신 병동에 갇혀 있는 천체 물리학자 허만에게 연락하지만 쏟아진 패트릭의 피에 감염돼 죽는다. 로라는 이것이 새로운 반인 반외계인의 출현이라고 말하고, 국방부는 전편에서 '실'을 추적했던 프레스에게 이 일을 맡긴다.
프레스는 허만이 화성의 운석을 조사하다 화성이 외계 종족의 유입으로 파괴되었으며, 화성 탐사는 인간과 외계인간의 DNA 교배로 새로운 종의 탄생을 가져올 것이라며 정부에 화성 탐사 계획의 중지를 요구했지만, 화성을 미래의 전초기지로 삼으려는 국방부가 이를 무시하고 허만을 정신병원에 가두어 버렸음을 알게 된다.
패트릭은 점점 더 괴물 외계인으로 변해 가고, 당국은 이브의 텔레파시 능력을 이용해 패트릭의 소재를 알아내는데, 이 때 이브의 존재를 알게 된 패트릭은 이브를 만나기 위해 순순히 체포돼 왔다가 공격을 받고 실험실을 뛰쳐나간다.
프레스와 로라는 탐사 대원 중 유일하게 데니스만 외계인 DNA에 감염되지 않은 것을 알고, 외계인 DNA가 인간의 질병 유전자에 죽는다는 것을 알고 데니스의 피로 독소를 만들어 낸다.
결국 이브는 실험실을 탈출해 패트릭을 찾아가고, 뒤쫓아 온 프레스와 로라, 데니스는 패트릭과 그동안 패트릭이 번식시킨 새끼들을 모두 처치하는데, 이 과정에서 목숨을 잃은 이브는...