Alla fine del ventunesimo secolo, il velivolo spaziale Zero-X si sta imbarcando per una missione con equipaggio su Marte, la prima del suo genere. Quasi subito dopo il lancio, Zero-X incontra delle difficoltà tecniche che costringono l'equipaggio ad abbandonare la missione e ad espellersi dal velivolo prima che si schianti sulla Terra in mare. Due anni dopo, uno Zero-X riprogettato e ricostruito è pronto per un secondo tentativo con equipaggio di raggiungere Marte, che coincide con la scoperta da parte del Centro di Esplorazione Spaziale che la prima missione è stata sabotata. Per questo motivo, vengono reclutati i Thunderbirds - l'ex astronauta Jeff Tracy e i suoi quattro figli Scott Tracy, Virgil Tracy, Alan Tracy e Gordon Tracy, ognuno con il proprio Thunderbird - per supervisionare la sicurezza. Al loro fianco, nel centro mobile Fab1 sulla Terra, c'è la bella Lady Penelope Creighton-Ward. I Thunderbirds non solo devono prevenire un possibile sabotaggio per la seconda volta, ma anche affrontare qualsiasi altra difficoltà tecnica che possa sorgere e che richieda un supporto diretto. Nel corso della missione dei Thunderbirds, Alan inizia a sentirsi poco apprezzato nel suo ruolo, che culmina con un compito di vita o di morte sia per lui che per l'equipaggio di Zero-X.