Buckaroo Banzai, un prestigioso científico, neurocirujano, piloto de carreras, cantante de rock y héroe de cómics, en una de sus investigaciones, abre una puerta a otra dimensión. El problema es que la referida dimensión está siendo empleada como cárcel por una raza alienígena, y la Tierra se ve amenazada de ser invadida o destruida por la policía alienígena. De modo que Buckaroo, con ayuda de su guardaespaldas, sus colegas científicos, el grupo de rock, algunos de sus fans, un embajador alienígena y un cantante de country tejano tomará cartas en el asunto.

Leslie Hindenberg es una estudiante del último curso del instituto. Tras un examen médico rutinario comienza a creer erróneamente que sólo le quedan seis semanas de vida, por lo que se decide a perder su virginidad. Sin embargo es bastante difícil cuando su padre es el profesor de educación física del instituto. Mientras tanto, Alan Holt es un adolescente cuyos compañeros se jactan de sus encuentros sexuales, lo cual le provoca frustración ya que no puede dejar de pensar en el sexo mientras se dedica a tratar de perder su virginidad de cualquier manera posible.

En el año 1986, durante tres días, la Tierra está bajo la influencia de un misterioso cometa, aparentemente inofensivo, que dota de vida a las máquinas, las cuales comienzan a hacer cosas extrañas. Al principio, los problemas aparentan ser menores: las bombas de gasolina de pronto dejan de funcionar, los videojuegos se descontrolan totalmente y las máquinas de refrescos devuelven las latas descontroladamente. Pronto, los ataques son más graves, y ya no hay lugar seguro, incluyendo la parada de camioneros Dixie Boy, donde clientes y empleados tratan de ganar la partida a estas terroríficas máquinas. Con unas armas escondidas en el sótano de la parada de camiones, Bill Robinson (Emilio Estévez) conduce una escapada hacia el mar abierto en el último esfuerzo para salvarse a sí mismo, a su grupo y, a toda la raza humana.

Kevin Lomax (Keanu Reeves) es un joven y brillante abogado que nunca ha perdido un caso. Vive en Florida y parece feliz con su esposa, Mary Ann (Charlize Theron). Un día, recibe la visita de un abogado de Nueva York, que representa a un poderoso bufete que tiene la intención de contratarlo. Al frente de la prestigiosa empresa se encuentra John Milton (Al Pacino), un hombre mundano, brillante y carismático, que alberga planes muy oscuros con respecto a Lomax.