Il diabolico complotto dei Dalek nel 2150 contro la Terra e i suoi abitanti viene sventato quando il Dr. Who e i suoi amici arrivano dal XX secolo e lo scoprono.
La storia è basata sul serial televisivo Doctor Who The Dalek Invasion of Earth (1964), prodotto dalla BBC. Il film non era destinato a far parte della trama della serie televisiva. Tuttavia, vengono utilizzati elementi del programma, come vari personaggi, i Dalek e una macchina del tempo a forma di scatola della polizia, anche se in forme rivisitate.
Il poliziotto Tom Campbell si imbatte in alcuni uomini che stanno svaligiando una gioielleria. Correndo verso quella che sembra essere una cabina della polizia per chiamare i rinforzi, entra nel Tardis, una macchina del tempo e dello spazio gestita dal suo inventore Dr. Who, insieme a sua nipote Louise e a sua nipote Susan, mentre stanno per partire per il futuro. Arrivati a Londra nell'anno 2150, trovano un paesaggio desolato di edifici in rovina. Si scopre che i Dalek, che il Dr. Who e Susan hanno incontrato in Dr. Who e i Dalek, hanno invaso la Terra e devastato il pianeta. Alcuni dei sopravvissuti hanno formato un movimento di resistenza, mentre coloro che sono stati catturati sono stati trasformati in schiavi a cui è stato fatto il lavaggio del cervello, chiamati Robomen, o sono stati portati ai lavori forzati in un complesso minerario Dalek nel Bedfordshire.
Il Dr. Who e Tom si separano da Louise e Susan, vengono catturati da una squadra di Robomen e imprigionati su un'astronave Dalek. Il Dr. Who riesce a sbloccare la serratura della cella, senza sapere che i Dalek usano i tentativi di fuga per testare l'idoneità dei loro prigionieri alla robotizzazione. Nel frattempo, un uomo di nome Wyler porta Louise e Susan in una base della resistenza in una stazione della metropolitana di Londra, dove incontrano altri ribelli tra cui David e Dortmun, costretto su una sedia a rotelle. Dortmun suggerisce di travestire alcuni ribelli da Robomen per salire sull'astronave Dalek e di usare delle bombe per attaccarla dall'interno.
Sull'astronave, il Dr. Who e Tom vengono catturati e portati alla robotizzazione quando i ribelli, tra cui David, Wyler e Louise, la attaccano. Durante la battaglia, il Dr. Who e Tom si liberano. Il Dr. Who fugge con David, mentre Tom e Louise rimangono intrappolati nell'astronave. Dopo che l'attacco fallisce, Wyler torna alla base dove Dortmun e Susan lo stanno aspettando e dice loro di aver visto il Dottor Who fuggire. Decidono di andare alla periferia di Londra e di nascondersi lì finché i ribelli non si saranno riorganizzati. Susan lascia un messaggio scritto sulle loro intenzioni nei confronti del Dr. Who, poi partono e requisiscono un furgone. Tuttavia, Dortmun viene ucciso quando incontrano una pattuglia di Dalek e Wyler e Susan sono costretti ad abbandonare il veicolo prima che venga distrutto.
Dopo essere fuggiti dall'astronave, il Dr. Who e David eludono i Dalek e tornano alla stazione sotterranea ormai deserta. Non vedendo il messaggio lasciato per loro, pensano che Wyler, Dortmun e Susan siano andati nel Bedfordshire per indagare sull'operazione mineraria e decidono di seguirli.
Nascosti sull'astronave Dalek, che è decollata alla volta della miniera di Bedford, Tom e Louise si riuniscono. Quando l'astronave atterra, escono attraverso uno scivolo di scarico. Trovandosi nel complesso minerario, vengono attaccati da un Roboman ma salvati da uno degli operai-schiavi, che nasconde la coppia in un capanno degli attrezzi.
Wyler e Susan si rifugiano in un cottage, occupato da una donna e da sua madre. Susan convince Wyler che il Dottor Who eviterebbe i Dalek che hanno visto nella zona di Watford, dirigendosi invece verso la miniera del Bedfordshire, e che anche loro devono recarsi lì. La figlia parte per una commissione, ma torna con i Dalek che catturano Wyler e Susan e li portano al centro di controllo della miniera.
Vicino alla miniera, il Dr. Who e David si trovano di fronte a Brockley, un commerciante nero, che accetta di farli entrare di nascosto nel complesso. Per caso, li conduce al capanno degli attrezzi dove si nascondono Tom e Louise. Riuniti, vengono raggiunti da un prigioniero, Conway. Egli rivela che i Dalek stanno per lanciare una bomba nel loro pozzo minerario per distruggere il nucleo della Terra. Questo sarà poi sostituito da un dispositivo che permetterà agli alieni di pilotare il pianeta come una gigantesca nave spaziale. I piani della miniera mostrano un vecchio pozzo che conduce a una convergenza tra i poli magnetici del pianeta. Rendendosi conto che un'esplosione in questo punto rilascerebbe abbastanza energia da attirare i Dalek metallici nel nucleo della Terra, il Dr. Who chiede a Tom e Conway di tentare di deviare la bomba. Anche Brockley se ne va, rifiutandosi di essere coinvolto, e il Dr. Who invia Louise e David ad aiutare i prigionieri ad allontanarsi dalla miniera. Brockley tradisce il Dr. Who e conduce un gruppo di Dalek da lui. Mentre il Dr. Who viene portato via, i Dalek aprono il fuoco su Brockley, uccidendolo.
Mentre Tom e Conway lavorano nel pozzo minerario per modificare la traiettoria della bomba, vengono scoperti da un Roboman. Durante la lotta che ne consegue, Conway e il Roboman cadono e muoiono. Tom utilizza i legnami che imbarcano l'ingresso del vecchio pozzo per creare una rampa di deviazione, quindi si precipita in superficie.
Il Dr. Who viene portato nella sala di controllo della miniera e incontra Wyler e Susan. Si impossessa del collegamento radio con i Robomen e ordina loro di rivoltarsi contro i loro padroni. Mentre i Robomen combattono i Dalek, il Dr. Who fugge con Wyler e Susan mentre i lavoratori schiavi scappano dalla miniera. I Dalek sconfiggono rapidamente la ribellione e rilasciano la loro bomba nel pozzo, ma il dispositivo viene deviato ed esplode alla convergenza dei poli. I Dalek vengono trascinati nel nucleo della Terra e distrutti mentre la loro astronave, appena decollata, viene fatta precipitare sulla miniera ed esplode.
Più tardi, mentre i viaggiatori si preparano a tornare nel presente a bordo del TARDIS, Tom chiede di essere riportato a pochi minuti prima del furto. All'arrivo, stende i ladri e li fa scappare con la loro auto, diretti alla stazione di polizia e a una promozione anticipata.