Il y a plus de vingt ans, des extraterrestres ont établi un premier contact avec la Terre. Les humains ont attendu une attaque, doublée d'une technologie insurmontable. Ni l'un ni l'autre n'est arrivé. Les extraterrestres étaient plutôt des réfugiés de leur planète natale. En attendant que les gouvernements internationaux décident leur sort, les créatures furent casées dans des camps de réfugiés « District 9 » en Afrique du Sud.

Aujourd'hui, on commence à perdre patience avec leur situation. On cède le contrôle sur les extraterrestres à Multi-National United (MNU), une société privée qui ne s'intéresse pas du tout à leur bien-être. La MNU fera d'énormes profits si elle réussit à faire fonctionner le puissant armement des extraterrestres. Elle a échoué jusqu'à présent puisque l'activation de l'armement exige de l'ADN extraterrestre.

La tension entre les extraterrestres et les humains atteint un sommet lorsque les agents de la MNU commencent à expulser les extraterrestres du « District 9 » pour les installer dans un nouveau camp. L'un des opérateurs de la MNU, Wikus van der Merwe (Sharlto Copley), contracte un virus extraterrestre qui déclenche des mutations dans son ADN. Wikus devient rapidement l'homme le plus le plus recherché de la planète, mais aussi le plus précieux—il représente la clé de la technologie extraterrestre. Seul et exclu, il ne lui reste qu'un endroit où se cacher : « District 9 ».