กองทัพเคโรนได้เตรียมการยึดครองโลกมนุษย์ด้วยกำลังทหารแต่ในปฏิบัติการวันแรก สิบโทเคโรโระซึ่งเป็นหัวหน้ากองร้อยเคโรโระที่เข้ามาแทรกซึมบนโลกเป็นแนวหน้าได้ถูกพี่น้องฮินาตะจับตัวได้โดยบังเอิญ เมื่อกองทัพหลักทราบเรื่องจึงถอยทัพกลับ และสั่งให้พวกเคโรโระปฏิบัติการยึดครองโลกไปตามลำพัง พวกเคโรโระได้ดำเนินการสารพัดวิธี เพื่อหาทางยึดครองเพโคปอง แม้ว่าทุกครั้งจะประสบความล้มเหลวเพราะนิสัยของตัวเคโรโระเองก็ตาม ขณะเดียวกันก็ต้องปกป้องโลกจากอันตราย และมนุษย์ต่างดาวกลุ่มอื่นด้วย