Jason Nesmith (Tim Allen), Gwen DeMarco (Sigourney Weaver), Alexander Dane (Alan Rickman) und Fred Kwan (Tony Shalhoub) leben seit Jahren vom Ruhm vergangener Tage. Einst waren sie Stars der TV-Science-Fiction-Serie "Galaxy Quest" -heute tingeln sie von Fan-Conventions über Baumarkt-Eröffnungen zu Rummelplatz-Festen, wo sie sich in ihren alten Kostümen für ihre ehemaligen Rollen feiern lassen.
Jason, der damals den wackeren "Commander Taggart" spielte, ist ein eitler, trinkfester Schwätzer, der den Trubel um seine Person recht witzig findet, Alexander dagegen jammert den ganzen Tag über seine verpasste Chance, ein ernstzunehmender Shakespeare-Darsteller zu werden, Gwen würde gern einmal auf etwas anderes angesprochen werden als ihren üppigen Busen und Fred... na ja, Fred spielt die Show gelangweilt mit.
Eines Tages jedoch geschieht das Unglaubliche: Eine Gruppe von Aliens, die die alten "Galaxy Quest"-Folgen im Weltall empfangen hat und für authentische Dokumentationen hielt, landet auf der Erde, um "Commander Taggart" um Hilfe beim Kampf gegen einen intergalaktischen Tyrannen zu bitten. Zu spät merken Jason und seine Kollegen, dass die seltsam brabbelnden Wesen keine verkleideten Science-Fiction-Spinner, sondern echte Extraterrestren sind! Ohne Vorwarnung findet sich das Quartett - plus dem besonders penetranten Statisten Guy (Sam Rockwell) - an Bord eines Raumschiffs wieder, das sie direkt in ein haarsträubendes Abenteuer steuert.