Op 24 juni worden boven de Amerikaanse staat Washinton lichtgevende schotels gesignaleerd en men vraagt zich af of het een geheim wapen is, of een ruimteschip. Lambik is met Suske en Wiske in zijn villa aan de Azurenkust en vertelt dat de legenden van Atlantis al over vliegende luchtboten spreken. Ze ontmoeten Costo, die onderzoek doet naar een gezonken Grieks wijnschip dat 2200 jaar geleden gezonken is. Hij heeft een amfora gezien met beelden van de schotels. Ze gaan naar de Lycapso en vinden een bewusteloze kwartiermeester, ze ontdekken dat de duikspullen in de boot zijn gebruikt. Lambik duikt naar de amfora, maar deze valt op de boot kapot. De vrienden vinden een document met aanwijzingen van ruimtevaart, op radio en tv volgen dan berichten over een vliegende schotel boven het casino in Nice. Mensen geloven de berichten niet, maar Lambik volgt met zijn telescoop de ruimte en ziet 's nachts een schotel overvliegen. De vrienden volgen de schotel en rijden richting Nice. Een straal raakt Lambik en Suske en Wiske maken foto’s, Lambik raakt niet gewond door de straal en zijn teken met een witte vlag wordt beantwoord als de schotel weer opstijgt.

Een agent verjaagt een inbreker uit Lambiks huis. Het document blijkt verdwenen te zijn. Er volgt een telefoontje, waarna de vrienden naar een verlaten hoeve gaan. Cordin en zijn zoon Antoine hebben foto’s van de inbreker, Antoine heeft deze foto’s gemaakt met zijn vliegende schotel. Ze vinden het document terug en een geheim agent hoort het verhaal en belt X17. Lambik rijdt naar Parijs. Petaritz valt de kinderen aan, maar een vliegende schotel redt hen en de bestuurder vertelt dat hij van Mars komt. Lambik gaat naar de generale staf van het luchtleger. Generaal Mesailes laat professor Trouvtou onderzoek doen, het blijken echte foto’s van een ruimteschip te zijn. Het document is nog niet ontcijferd en de Dienst voor het Geheimschrift wordt op de zaak gezet, Mesailes waarschuwt alvast de president. Een kelner ziet de ontvoering van Lambik en de pers publiceert het verhaal meteen. De cryptografische dienst onderzoekt het document, terwijl Lambik op een rivierschuit wordt ondervraagd. De spionnen verdenken de Franse overheid. Tony ziet het signaal van zijn vrienden als ze olie uit de boot gooien. Hij kan zijn vrienden bevrijden door middel van een vreemde straal. Lambik rijdt op de schotel richting de generaal, maar koopt een krant. Tony blijkt te zijn verdwenen. In de krant leest Lambik dat de schotels nu ook boven eigen land zijn gesignaleerd.

Er wordt verteld dat een volk dat hier duizenden jaren geleden woonde is vertrokken naar Mars. Af en toe komen ze kijken hoe het op aarde is met de mens. Petaritz laat slaapgasbommen ontploffen en steelt het document en de codesleutel. Suske en Wiske gaan naar de politie, maar de boot is onvindbaar. De vrienden gaan terug naar de villa en 's nachts worden ze ontvoerd. De ontvoering wordt gefilmd door Antoine. De ontvoerders zeggen dat zij de "gezanten van Mars" zijn en vertellen dat ze op studiereis zijn, als compensatie voor de ontvoering zullen de vrienden meegaan op ruimtereis. De schotel ontkomt aan een straalvliegtuig en de gezanten vertellen dat op Mars geen oorlog heerst, een elektronisch brein beslist bij verschillen.

De vrienden zien eerst de maan en arriveren dan op Mars, maar er wordt geen toestemming gegeven om in bewoond gebied te komen. Suske en Wiske moeten binnen blijven, maar als Lambik in zijn ruimtepak buiten de schotel stapt gaat zijn helm stuk bij een val. De schotel vertrekt, maar dan blijken Suske en Wiske stiekem toch naar buiten gegaan te zijn. Ze zijn in de verboden zone en ontmoeten een elektronische wachter, maar worden op tijd door de schotel opgepikt als blijkt dat ze de basis niet hebben gezien. Suske en Wiske zien nog een vreemd teken op een steen in de bergen staan.

De schotel gaat terug naar aarde. Lambik vertelt dan over Petaritz en vraagt zich af wat de tekst betekent. De gezant legt uit dat de boodschap betekent dat de eerste vliegende schotel met Marsbewoners officieel zal landen in Parijs. De spionnen gaan naar de Azurenkust en worden gevolgd door de schotel, maar Tony raakt zijn wapen kwijt en stort in zee. De auto van de spionnen is ook stukgegaan en de mannen gaan naar het vliegveld, waar ze een pakketje aan boord van een vliegtuig stoppen. In de lucht komt een waarschuwing voor een bomaanslag en het vliegtuig gaat meteen terug naar het vliegveld, maar de aanslag mislukt en Lambik volgt de boeven nog korte tijd. Tony luistert af in de boot, de ontcijfering van de tekst wordt uitgelegd maar de spion gelooft niet in Marsbewoners en verdenkt de Franse overheid. Tony wordt gevangen en de rivierboot blijkt een gecamoufleerde duikboot te zijn. Lambik vertelt de president over zijn ontmoeting met Marsbewoners en een vliegende schotel werpt een briefje af boven Parijs. Over twee dagen zal de schotel landen om 3 uur op de Place de la Concorde. Het nieuws komt in de krant en de spionnen plaatsen bommen onder het podium. Suske en Wiske zien dit, maar ze worden gevangengenomen. Geleerden uit de hele wereld arriveren en Lambik wordt in een triomfwagen door de stad gereden. Hij begroet de Marsbewoners als oude bekenden en stelt hen voor aan de president.

De president hoopt op een goede samenwerking tussen de planeten en de boeven gaan, vermomd als pers, naar het podium als de bom niet op tijd ontploft. Suske, Wiske en Tony worden door de politie bevrijd en ze danken de vrienden voor hun hulp, maar vragen zich ook af wie de Marsbewoners spelen. De schotel stijgt op met zes atoomgeleerden aan boord en er wordt losgeld geëist. Suske en Wiske laten een tekening van de steen zien en dit wordt op tv uitgezonden. Een verkenner neemt contact op, hij heeft het teken voor drinkbaar water achtergelaten bij het rotsplateau Les Gorges du Loup. Lambik landt met een parachute in het gebied en verslaat een elektronisch monster. Het leger arriveert en de schotel vliegt weg, ze vinden nog een bewusteloze man. Lambik overmeestert de schurken, hij is aan boord van de schotel gekomen nadat hij zich als Marsbewoner heeft vermomd. Hij voorkomt dat de geleerden in zee gedumpt worden, door het extra gewicht van deze mensen moet de schotel landen in zee. De boeven worden gevangengenomen en de vrienden vliegen naar het rustoord terug. Tony komt met zijn schotel en vertelt dat hij terug naar Mars moet. De mensen maken nog altijd veel ruzie onderling en hij zal af en toe komen kijken of het al verbeterd is op aarde.

Als Tony net is weggevlogen, arriveren ineens Antoine − de echte Tony − en zijn vader. De vrienden horen dat beiden al die tijd in Engeland waren. Antoine bezit ook helemaal geen schotel waar hij zelf in kan vliegen. Degene met de vliegende schotel die al die tijd bij de vrienden was, moet dus wel een echte Marsbewoner zijn.