Pequeños invasores sigue las andanzas de los Pearson, una familia que llega a una casa para pasar unas merecidas vacaciones de verano. Los Pearson son Stuart (Kevin Nealon) y su mujer Nina (Gillian Vigman), la pequeña Hannah (Ashley Boettcher) de siete años, Tom (Carter Jenkins), de 15 años y fanático de la tecnología, y la hermana mayor Bethany (Ashley Tisdale), que sale en secreto con el joven Ricky Dillman (Robert Hoffman). Sin embargo, su periodo de descanso se verá alterado por Sparks, Skip, Spike y Razor, cuatro alienígenas que llegaron antes que ellos. Será entonces cuando los miembros del clan unirán fuerzas con un único propósito: echar a los pequeños y belicosos intrusos que viven en su ático.