Cuando Susan Murphy (Reese Witherspoon en la version hablada en inglés y subtitulada en español y Jacqueline Bracamontes en la versión totalmente doblada al español), una chica californiana, es sorpresivamente aplastada por un meteoro lleno de pegajoso residuo sideral en el día de su boda, ella misteriosamente crece hasta alcanzar 49 pies y 11 pulgadas de altura. Los militares entran en acción y Susan es capturada y recluida en un complejo gubernamental secreto. Allí, le cambian el nombre a Ginórmica y es confinada con un grupo desigual de monstruos: el brillante Dr. Cucaracha (Hugh Laurie en la versión hablada en inglés y subtitulada en español y Héctor Lee en la versión totalmente doblada al español), quien tiene cabeza de insecto; El Eslabón Perdido (Will Arnett en la versión hablada en inglés y subtitulada en español y Kristoff en la versión totalmente doblada al español), B.O.B., mitad simio, mitad pez (Seth Rogen en la versión hablada en inglés y subtitulada en español y Yordi Rosado en la versión totalmente doblada al español), un ser gelatinoso e indestructible y una larva de 350 pies de longitud llamada Insectosaurio. Sin embargo, su reclusión es acortada cuando un misterioso robot alienígeno aterriza en la Tierra y empieza a destruir el planeta. En un momento de desesperación, el Presidente (Stephen Colbert en la versión hablada en inglés y subtitulada en español y Gerardo García en la versión totalmente doblada al español) es convencido de reclutar al variado grupo de monstruos para combatir al robot extraterrestre y salvar al mundo de su inminente destrucción.

Otros de los personajes en este pintoresco grupo incluyen a Galaxar (Rainn Wilson en la versión hablada en inglés y subtitulada en español y Mario Castañeda en la versión totalmente doblada al español), el megalómano responsable por los robots alienígenos que desea duplicar un nuevo mundo a su imagen y semejanza; el General W.R. Monger (Kiefer Sutherland en la versión hablada en inglés y subtitulada en español y Octavio Rojas en la versión totalmente doblada al español), un veterano de las fuerzas armadas que finalmente ha encontrado la manera de usar su colección de monstruos prisioneros… para combatir un invasor extraterrestre y Derek Dietl (Paul Rudd en la versión hablada en inglés y subtitulada en español y Roberto Molina en la versión totalmente doblada al español), el egoísta prometido de Susan que piensa que es demasiado bueno para su trabajo como meteorólogo en la televisión y aspira a convertirse en comentarista de noticias.

DreamWorks Animation SKG presenta Monstruos vs. Aliens, una presentación de Paramount Pictures y la primera película en InTru 3D de DreamWorks Animation totalmente concebida, creada y filmada en 3D con las voces de Reese Witherspoon, Seth Rogen, Hugh Laurie, Will Arnett, Kiefer Sutherland, Rainn Wilson, Paul Rudd y Stephen Colbert. La cinta es dirigida por Rob Letterman y Conrad Vernon. El argumento es por Rob Letterman & Conrad Vernon. El libreto es por Maya Forbes (El Show de Larry Sanders) & Wally Wolodarsky (las series de televisión Los Simpson y El Show de Tracey Ullman) y Rob Letterman y Jonathan Aibel & Glenn Berger (Kung Fu Panda, la serie de televisión Los Reyes de la Colina). El filme es producido por Lisa Stewart y co-producido por Jill Hopper Desmarchelier y Latifa Ouaou.