Nove jovens alienígenas, que se parecem muito com humanos, saem de seu planeta-natal, Lorien, que está sendo invadido por uma raça chamada Mogadorians, para se esconder na Terra. Os Mogadorians acabam destruindo Lorien e decidem perseguir os sobreviventes até o planeta Terra, ja que os nove sobreviventes são os escolhidos com potencial para salvar a raça Lorien da extinção completa e acabar com a ameaça dos Mogadorians. Cada um dos nove alienígenas tem um número e só podem ser mortos na sequência certa. Até agora, Um, Dois e Três já foram mortos. Número Quatro (Alex Pettyfer), vive com seu mentor Henri (Timothy Olyphant) que é o responsavel por ensinar tudo a numero quatro e protege-lo dos Mogadorians. Quando numero 3 é morto, Henri se muda com numero 4 e lhe da o nome de John Smith, que se disfarça de estudante colegial. Na escola, John conhece Sarah Hart (Dianna Agron), uma doce garota que quer ser fotógrafa. Conhece tambem o quarterback do time de futebol Mark James, o marrentão da escola que pratica bullyng no loser do colegio Sam Goode, um garoto retraido e com quem Sam logo se identifica. Número Quarto se apaixona por Sarah e agora tem um motivo para parar de fugir. Os Mogadorians começam a achar pistas, e se aproximar de Nº 4, e por isso Henri decide ir embora. Mas como Nº4 está apaixonado ele quer ficar. Os poderes dele começam a se manifestar (luzes que saem de suas mãos). Numa noite, 4 e Sarah estão juntos num parque e são atacados por Mark e seus amigos, porque Mark é o ex de Sarah e ainda a ama. Nº4 descobre que o pai de Sam sumiu e que Sam acredita que ele foi levado por extraterrestres. Nº 4 acaba contando a ele a verdade. Os Mogadorianos chegam a cidadezinha onde eles estão e acabam armando uma emboscada para capturar e matar Nº4. Na fuga, Henri acaba morrendo, e descobrimos que o pai de Sam realmente foi levado por extraterrestres e está em algum lugar ajudando os Lorienos. Os mogadorians atacam Nº4, Sarah e Sam no colegio, e quando tudo parecia perdido aparece do nada Nº6. Ela mata alguns Mogadorianos e se identifica pra eles. Ela e 4 começam uma luta contra diversos Mogadorianos onde seus poderes se manifestam fortemente.
No fim, eles derrotam os Mogadorianos, e 4 e 6 decidem sair em busca dos outros Lorienos, levando a tira colo Sam. Mark acaba ficando bonzinho e ajudando a limpar a barra de Nº4 na cidade. Nº4 se despede de Sarah, dizendo que voltará e que quando um Lorieno se apaixona, é uma vez para sempre. E eles saem pela estrada, deixando abertura para um segundo filme.
