科研船“艾加烈”号载着三名乘员飞往火星考察，这是人类第一次登上战神之星。三个人都是美国人（美国片子嘛！），船长帕雷，曾是超级球星，名门之后，议员的儿子，这次要在火星地表踩上第一个脚印的就是他；另外还有一位黑人，一位女人，都是次要角色。飞船停在了火星轨道上，登陆舱则喷着火焰分离出来，缓缓落下。（顺便提一句，片中登陆舱下落的轨迹似乎竟是垂直的，而非一条螺旋线，颇令人不解。初中生都能看出毛病来。）帕雷船长从舱里出来，镜头在他的脚印上停了一会儿。（美国人拍科幻电影的长处在于：他们把它当件真事儿来拍。这个脚印的镜头和当时的背景音乐让人想起阿姆思特朗那句名言——哪句？你自己去想吧。）帕雷又往地上插了面星条旗，行了个礼，于是地球上，至少是美国，万众欢腾。但在某座疯人院里，一个老疯子对着电视机惶恐地自语：“我反对上火星！我反对……”大家都明白，这种人一般都是被囚禁的高手，迟早要出山的。
在火星上，帕雷取了供研究用的土样，然后驾登陆舱起飞，与轨道上的飞船对接。两个同伴欢迎他归来，并一起接受了总统的祝贺。就在飞船准备返航时，帕雷从火星地表取回的土样悄然解冻，一股粘胶状的灰色物质从密封罐中涌出，落在飞船舱内地板上，无声而迅速地朝三个人流去。
于是，地球上的指挥中心发现飞船突然沉默了，百般呼叫都没有回答。全世界的人都在电视机前关注着这一变化，那个疯人院里的老疯子忽然暴怒，抄起椅子把电视砸得粉碎：“我早就说过不能上火星！”
但七分钟后，飞船上的三个人如梦方醒，他们睁开眼睛，并不知道自己曾经被什么东西袭击过。帕雷向地球汇报：“刚才仪器出了点故障，现在我们要回家了。”这时的帕雷已经不是原来的那个他了。
美国某处有一座神秘的建筑，它不允许男人进入。在里面关着一个年轻女子，名叫夏娃。她不是普通人，在她体内有一半“异种”基因。白嘉博士负责照管和研究她，实际上，博士与这个“异种”克隆体早已培养起一种互相信任和依赖的感情。夏娃有时感到不解，为什么女博士要用某些实验来伤害她，使她痛苦；为什么她永远不能出去，为什么她不能看到男性。但她信任博士，她能忍受这一切。夏娃在实验基地过着单调而平静的日子，直到某一天……
帕雷一行回到地球，受到了英雄般的欢迎。但他们被告知，按照惯例在回地球的头十天内必须禁欲。三个人觉得有些遗憾。
帕雷是不管这一套的，在父亲为他召开的晚宴上，他就与一位陌生女郎眉目传情了0帕雷的议员父亲希望儿子日后能成为美国总统，并尽心竭力为他铺平道路，没想到这位新英雄刚刚在晚宴上作完动人的演讲后不久，就溜到房间里去与女人偷情。更惊人的事还在后面——同帕雷约会的两个女子都血淋淋地死在房间里，而帕雷却在深夜领着一对小孩，把他们悄悄藏进一座荒废的建筑里面。看过《异种》第一集的人都知道，“异种”的后代发育是极其迅速的。
被火星上的“异种”基因感染了的帕雷，仍没有完全弄清楚发生在自己身上的事。他去找父亲，诉说自己莫名其妙的不安，但身为议员的父亲却训斥了他，要他检点言行，不要到处胡搞，败坏家声。毕竟帕雷是为了成为美国总统才出生的。
三个“火星人”回到地球时曾接受过血样采集。此后，一位老博士发现帕雷的血液中有异种基因，正当他打电话向上级报告时，盛装血液的瓶子摔碎在地上，殷红的血好像被赋予了生命一样，径直向墙壁的一角流去。老博士好奇地跟过去看，墙壁上轰然崩出一个大洞，他一生从没见过的一种可怕的东西从洞里窜出，夺去了他的性命。那些血液却违反物理定律，顺着墙壁流上去，流进了那个墙洞。
考察火星的英雄居然被肮脏的异类血液感染了，这个惊人的消息仅限于少数几个人知道，他们立刻采取了对策。
曾经杀死了前一个“异种”的皮斯先生被请来帮忙，美国军方让他与白嘉博士合作。皮斯闯入那座“男性禁止入内”的实验基地，女“异种”夏娃看见了他，眼中流露出好奇、着迷的光彩。白嘉女士又惊又怒，因为她知道，夏娃身上的异种基因可能会被唤醒的。
皮斯和白嘉掌握了线索，找到疯人院里那个老疯子——他原是一位上校。上校说，他猜测火星上会存在“异种”，所以竭力阻止考察火星的计划，但被当作精神病人关了起来。
皮斯又想到，既然帕雷被感染了，其他两个宇航员也有可能被感染。于是在某天夜里，他们找到了女宇航员的家，希望能把她带回去检查。但已来迟一步，女宇航员体内的异种破腹而出，皮斯和白嘉刚好看到这一恐怖场面，他们杀死了异种，但女宇航员和她的情人却都死于非命了。
事不宜迟，皮斯马上把另一位宇航员黑人格普先生抓起来，带他去验血。可化验结果表明，格普完全正常，未受感染。同行三人中有两人都成为异种的牺牲品，为什么格普却如此幸运呢？白嘉也百思不得其解。最后终于发现，格普是当时飞船上唯一带有病菌的人。临行前体检时，医生告诉格普，他有点感冒，但并不妨碍火星之行。所以，白嘉大胆地推测，“异种”害怕人类的疾病，它们没有像人这样的免疫能力。白嘉要用“细菌战”来对付异种怪物。
格普还不大相信关于“异种”的事。他驱车赶到帕雷的住处，正逢帕雷终于发现了自己的异样，万念俱灰，决定自杀。格普看到，帕雷坐在阳台上，把猎枪的枪管放进自己嘴里……格普正要高声喊叫，猎枪一声轰鸣，把帕雷的头炸得粉碎。
格普正痛惜好友的惨死，却又看见一幕骇人听闻的奇景：在帕雷尸身的脖颈断口上，慢慢长出了一圈肌肉，越长越快，不到一分钟，帕雷又长出了一颗新头。“异种”具有肌体再生能力，人类用一般的武器是无法毁灭它们的，而这个新生的帕雷已彻头彻尾是魔鬼的化身了。
格普回到皮斯与白嘉身边，要帮助他们消灭“异种”。而新闻报道中则开始频频出现一个“连环杀手”，他只杀女性，手段惨无人道。这是“异种”在四处寻觅对象，繁殖后代。可以肯定的是，目前在地球上，这头“异种”已有不少的孩子了。
面对如此狡诈残忍的怪物，军方想出一个对策。女“异种”夏娃和男“异种”是心灵相通的。军方授意白嘉博士，让夏娃用心灵感应寻找帕雷的去向。白嘉表示反对，说：“这可能诱使夏娃完全变成一个异种。”军方代表说：“那时就把她大脑里的炸弹引爆。”白嘉愤然道：“她身上有一半人类的血液呀！”但这无济于事，命令已下，白嘉求得夏娃的同意后，让她躺在了实验台上。夏娃在仪器作用下闭上了眼睛，但她心灵的眼睛却同时张开，感受着帕雷的气息……
不久，夏娃喘息着说：“看到了！他在车上，他开着车在路上走。”皮斯和格普按照夏娃对那条街道的描述，飞车赶去。
夏娃又说：“他停车了，走进一家超市。他正在引诱一名女子……”
“在哪儿？”皮斯用电话问。
夏娃说：“在食品部，麦片柜。”
帕雷确实在那里，他站在一堆印着他自己形象的麦片盒前，用和蔼可亲的微笑轻易赢得了那位女子的好感。与此同时，皮斯和格普已持枪冲进超市，踢翻奶瓶，撞倒麦片，准备大干一场。哪知帕雷却对着那个崇拜者骤然翻脸，劫持了她。
夏娃在电话里为皮斯和格普指引方向，帕雷则穿过楼梯间，从地下停车场逃出了超市。他把那个女子拉进一辆汽车，又准备在她体内孕育一个小异种，但电光石火一般，他仿佛感觉到耳边有个又陌生又熟悉的声音在呼唤。“夏娃！”帕雷猛然叫道。他和夏娃在一刹那超越了空间，用彼此的心灵交换了信息。
帕雷出人意料地放过了那个妇女，自行走出汽车，让皮斯和格普带走了。他要去找那个同类，那个强烈地吸引着他的女“异种”。
皮斯他们把帕雷押回实验基地。帕雷经过囚禁夏娃的实验室的时候，突然发了狂。他大吼着摔倒护卫，打翻冲过来的士兵，闯进了实验室。没人能拦住他，而夏娃也站在玻璃墙内，着迷地望着他。帕雷和她隔着一层玻璃脉脉对视，然后，他又像疯狂的野兽一样冲出去，消失在大门外。
白嘉制作了一些含有病菌的喷雾装置，准备与异种决一死战。但夏娃却一反初衷，拒绝再与他们合作，用心灵感应寻找帕雷了。真是“女人心，海底针”，谁也不清楚她在想什么。
帕雷回到那座荒废已久的建筑物里，那是他已故母亲的产业。他把这座房子当作哺养异种后代的隐蔽孵化房。
议员先生也找到了这里，父子俩见面后，帕雷无话可谈。父亲告诉他：“那些家伙说你被异种感染了，想把你抓起来。他们休想！我和你并肩战斗，儿子。我要找最好的医生治好你的病，你照样还能作美国大总统。”但他不知道，面前这个在外形上酷似帕雷的“人”早已不是他的儿子了。“异种”从帕雷体内窜出来，杀掉了议员。
在大房子里，一群小“异种”悬挂在屋顶，开始结茧。等到破茧而出的时候，他们就成熟了，就能像帕雷那样去繁殖自己的后代了。
实验基地里，夏娃显得很不平静。当研究人员正在惊奇于她的反常时，她突然纵身一跃！玻璃墙在苏醒了的“异种”的力量面前是那么不堪一击，砰然碎裂。夏娃逃出了实验室。
外面的士兵们同时开枪射击，夏娃在弹雨攒射中倒下了。但不过几秒钟后，流淌在地上的血又奇迹般被吸回她的体内，伤口全部弥合。夏娃腾起身来，跳上一辆汽车，飞驶而去（不知道是谁教会她开车的）。
白嘉、皮斯和格普也开着车，带着全副装备追踪到了帕雷那座大房子前。他们看见了夏娃的车子，知道男、女“异种”终于在这里相会了。
三个人摸进房内，看到许多大茧粘挂在墙上，蠕动不已，景象令人作呕。白嘉说：“这就是小‘异种’的茧，杀死它们。”她和格普用带菌的雾气向大茧一阵狂喷，茧内传出类似咳嗽的声音，里面的东西猛烈地颤动（这里让人遗憾地感到导演想像力的匮乏）。一条黏糊糊的长触手突然伸出，卷住了格普，险些让他壮烈牺牲。幸亏白嘉及时相救，用喷雾器杀死了那些小怪物。
皮斯独自上楼，看见两个大“异种”把自己罩在一个巨大的茧里。他喊了一声。帕雷，或者男“异种”钻出来，一伸爪子把他打翻在地。
皮斯命在旦夕，白嘉和格普跑了上来。白嘉向着女“异种”大叫：“夏娃！我知道你还在。帮帮我们。”
女“异种”突然用身上的利刺戳穿了帕雷，房内一片混乱，大家看着两个“异种”翻滚搏斗。男“异种”最终杀死了夏娃，而白嘉的喷雾和皮斯的一记飞叉也断送了男“异种”的性命。
白嘉伏在夏娃身边哭泣，她现在才明白，夏娃逃出实验室是为了帮助他们抓到帕雷。
故事到此为止，但美国片（尤其是恐怖片）的特点是，最后总要留一点小尾巴。此片也一样，夏娃被抬上医疗车，汽车开动了。她的腹部渐渐鼓胀起来，而车厢里，还藏着一个神情冷漠的小男孩……