지구를 침략하기 위해 대기권 밖의 외계인들이 인간 조사를 목적으로 ‘감마성 괴인’을 한반도 남쪽 서울에 보낸다. 결혼을 하루 앞둔 공군 소령 오정환(남궁원)은 출몰한 거대 괴수를 퇴치하기 위해 부대로 소집되고 홀로 남은 오소령의 약혼녀 안희(김혜경)는 결혼식장에서 괴수에게 납치된다. 공군의 어떤 공격에도 아랑곳하지 않고 서울을 파괴하는 괴수에게 용감한 거지 아이 ‘다람쥐’(전상철)는 괴수의 몸에 들어가 약점을 밝혀내지만 어떠한 신형무기도 소용이 없는 상황에서 군은 핵폭탄이라는 마지막 수단을 준비하게 된다.

그는 전향 간첩인 황토진을 암살하라는 밀명을 띠고 남파되었다. 우선 황토진의 딸을 접촉하기 시작하였다. 그러는 동안에 그는 자신의 행동에 대하여 차츰 회의를 느끼기 시작한다. 그즈음 암살을 재촉하는 일당의 성화가 빗발 치듯 했다. 그는 마침내 자신의 어리석음을 깨닫고 경찰에 자수하여 배후의 간첩 일당을 일망타진하게 한다.

전쟁고아였던 영진은 윤정호 사장의 보살핌으로 가수로 성공하였다. 재일교포 위문공연을 하러 일본에 간 영진은 그곳에서 옛날 부산 고아원 시절에 만난 적이 있었던 이상근의 방문을 받는다. 이상근의 딸 정아와 영진은 고아원에서 함께 있었던 사이. 정아가 부모를 따라 떠나면서 두 사람은 헤어졌으나 오랫 동안 서로를 잊지 못했다. 이상근은 정아가 아직 영진을 그리워하고 있으며 현재는 몸이 아파 요양소에 있다고 알려준다. 영진은 정아를 만나러 요양소로 가지만 정아를 짝사랑하는 주치의 가와우치의 방해로 만나지 못한다. 뒤늦게 영진이 찾아왔던 사실을 알게 된 정아는 영진에게 연락하고 두 사람은 재회한다. 서로의 사랑이 여전함을 확인한 두 사람은 행복한 시간을 보내는데, 영진이 정아와의 데이트로 인해 스케줄을 펑크 내자 작곡가 이창호는 정아를 만나 영진을 포기해달라고 종용한다. 일본 공연을 마치고 서울로 돌아온 영진은 정아에게 편지를 쓰면서 그리움을 달랜다.