Intrigués par la détection épisodique de radiations, deux savants atomistes se rendent sur une montagne isolée. Dans une grotte fraîchement creusée, ils découvrent un gigantesque cerveau immatériel venu d'un autre monde, qui prend possession du corps et de l'esprit de Steve March. Celui-ci rentre seul en prétextant son assistant en villégiature à Las Vegas. Rapidement, Sally, sa fiancée, s'inquiète de son attitude plus empressée et de ses maux de tête. Elle et son père John se rendent à la montagne où ils trouvent le corps brûlé de Dan. Ils rencontrent Vol, un autre cerveau venu d'Arous, qui sollicite leur aide pour arrêter Gor, le criminel qui contrôle leur ami. Dans le but de dominer l'humanité, Gor contraint March à appeler le colonel Frogley, de la Commission d'Essais Atomiques (CEA) d'Indian Springs, afin d'assister aux prochains essais vendredi. Se rendant chez Sally, Steve-Gor détruit un avion en vol, par la pensée, en ricanant. Il part en voiture avec sa fiancée et son chien George – qu'il ignore être possédé par Vol – et évoque sa soif de pouvoir. Informés par la radio, ils se rendent sur le Mont Almagordo sur lequel s'est échoué l'avion. Les mêmes brûlures que celles de Dan recouvrent les victimes. Chez lui, Steve-Gor tue le shérif Wiley à distance après lui avoir avoué ses crimes. Les officiers militaires concluent à une destruction atomique par des envahisseurs, les passagers ayant été tués par des radiations intenses. Au CEA le vendredi, Steve Gor démontre sa puissance destructrice à un parterre de hauts-gradés de l'armée. Un colonel lui tire dessus mais lui le tue par radiations. Il se repose l'après-midi chez Sally, qui ne parvient pas à en savoir plus sur ses intentions – ni même sur sa réunion du matin. Le soir, Steve-Gor repart au CEA où des représentants des plus grands pays sont rassemblés sur sa demande, et fait exploser un avion pour lever tout scepticisme. Afin de construire des vaisseaux spatiaux et devenir le maître de l'univers, il exige toutes les ressources nucléaires, industrielles et humaines de la Terre. Il réclame une réunion deux jours plus tard à l'ONU. Steve-Gor rentre chez lui, épuisé. Ayant besoin d'oxygène, le cerveau extra-terrestre quitte le corps du spécialiste en fission nucléaire. Grâce aux indications tracées par Sally sur une encyclopédie, Steve tue Gor en le frappant à son point faible : la fissure de Rolando. Ayant terminé sa mission, Vol s'éloigne tandis que les amoureux tombent dans les bras l'un de l'autre.