A New York, la giornalista Polly Perkins si accorge dell'improvvisa e misteriosa sparizione di alcuni famosi scienziati. Quando la città viene invasa da giganti robot-killer, Polly decide di chiedere aiuto al suo ex fidanzato, Joseph "Sky Captain" Sullivan, per volare fino in Nepal e stanare il Dr Totenkopf, che ha progettato un piano di distruzione del mondo.