いつものドタバタ騒ぎを繰り広げるうちに、彼らはうっかり火星行きの宇宙船にこっそり乗り込んでしまう。現地の火星住民と出会い、地球侵略を引き起こすことになるが、それを助長するのは巨大ロボット「インビンシブトロン」だった。掃除機を武器にしたこのロボットに対し、トムとジェリー、そして火星の仲間ピープは、危機を救うために立ち向かう。