Após um raio mortal de Marte perturbar a atmosfera da Terra, os cientistas Flash Gordon (Buster Crabbe) e Dr. Zarkov (Frank Shannon) partem em um foguete para Marte junto com Dale Arden (Jean Rogers) — e um repórter clandestino. No Vale da Desolação, Flash e seus amigos enfrentam o maligno Imperador Ming (Charles Middleton) enquanto tentam destruir o raio mortal. O grupo é perseguido até uma caverna, onde encontra os nativos sofredores conhecidos como o Povo de Argila, que os ajudam em sua missão.