در جستجوی شهرت و موفقیت، اسماعیل، راننده یک شرکت روزنامه، سعی می‌کند تا برخی از عکس‌های غیرمجاز از داخل یک موشک آلمانی که در حال آزمایش فنی است، بگیرد. او به طور تصادفی موشک را به فضا پرتاب می‌کند و با خود دکتر شروین، دانشمند آلمانی که موشک را ساخته و احمد رشدی، یک هواشناس مصری را به همراه می‌برد. وقتی موشک آنها به طرز عجیبی بر روی ماه فرود می‌آید، این سه مسافر بی‌خبر فضایی با دکتر کازمو ملاقات می‌کنند و از زندگی هوشمندانی که زمانی بر روی ماه ساکن بودند و به وسیله یک جنگ هسته‌ای تقریباً نابود شده‌اند، مطلع می‌شوند. پس از اینکه رشدی عاشق یکی از دختران ماه می‌شود، آنها تصمیم می‌گیرند به زمین بازگردند اما به اندازه کافی سوخت برای سفر ندارند و بنابراین باید به سمت طرف ترسناک ماه بروند تا 'بنزین اتمی' به دست آورند. آیا این خدمه هرگز به زمین باز خواهند گشت؟