Pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, le professeur Quatermass a réussi à envoyer une fusée en direction de la Lune. Trois passagers y ont pris place. Mais avant qu'il ait pu quitter l'attraction terrestre, l'engin perd le contact radio avec la station au sol, puis retombe dans la campagne anglaise...
Les équipes de secours dirigées par Quatermass et le docteur Briscoe se précipitent sur les lieux. À l'intérieur de la fusée, on ne retrouve plus qu'un seul astronaute, Victor Carroon ; les deux autres se sont littéralement volatilisés ! Le rescapé demeure obstinément muet, les yeux figés sur quelque chose qui semble l'épouvanter.
Sa femme, Judith, l'aide à s'évader de l'hôpital où, sur ordre de Quatermass, il était gardé au secret. Mais Carroon, au cours de son voyage dans l'espace, a été contaminé par une substance extra-terrestre inconnue et son corps est en proie à une horrible mutation qui le transforme en un être mi-homme, mi-plante. En s'enfuyant dans les faubourgs de Londres, le malheureux foudroie tous ceux qui s'approchent de lui...
Aidé par Quatermass, l'inspecteur Lomax se lance sur les traces du fugitif. Dans l'abbaye de Westminster où il s'est réfugié durant une émission de télévision, le monstre, qui n'a plus rien d'humain, sera électrocuté par la police.