20 Jahre schon leben die immer gutgelaunten Trolle in Frieden, seit ihr Anführer König Peppy sie aus der Gefangenschaft der fiesen Bergen befreit hat, für die es nichts Besseres gibt, als die kleinen Geschöpfe mit den langen Haaren zu verspeisen. Für die Trolle gilt es deswegen nur noch jeden Tag eine große Party nach der anderen zu schmeißen. Angeführt werden sie dabei von Peppys Tochter Poppy, dem fröhlichsten aller Trolle. Doch die ständige Feierei ruft die Bergen wieder auf den Plan, die eines Tages fast die gesamte Troll-Bevölkerung entführen. In ihrer Verzweiflung wendet sich Poppy an den einzigen schlecht gelaunten, vorsichtigen und niemals singenden Troll den es gibt: Branch. Gemeinsam begibt sich das ungleiche Paar, das sich nicht ausstehen kann, auf eine gefährliche Reise.

Der amerikanische Astronaut Captain Charles "Chuck"? Baker denkt, er wäre der erste Mensch, der einen Fuß auf den Planeten 51 setzt. Zu seiner Überraschung muss er feststellen, dass der Planet von kleinen grünen Männchen bewohnt wird, die ein glückliches Leben mit Barbecue-Partys und weißen Lattenzäunen führen, das an das fröhliche und unschuldige Amerika der 1950er erinnert. Ihre einzige Angst ist, dass sie von außerirdischen Eindringlingen überfallen werden - Eindringlingen wie Chuck! Mit der Hilfe seines Roboterkameraden "Rover"? und seinem neuen Freund Lem, muss sich Chuck seinen Weg durch die schillernde und verwirrende Landschaft von Planet 51 bahnen, um dem Schicksal zu entkommen, ein Ausstellungsobjekt im "Weltall-Museum der außerirdischen Eindringlinge"? auf Planet 51 zu werden.