Résumer des 6 épisodes:
Londres, 1966, le TARDIS se matérialise sur le tarmac de l'aéroport de Gatwick. Poursuivi par des policiers, le Docteur et ses compagnons se séparent. Caché dans un entrepôt de la "Chameleon Tour Agency" Polly est témoin d'un meurtre. De retour avec le Docteur et Jamie, le Docteur constate que l'homme a été tué avec un pistolet à décharge électrique, ce qui n'existe pas sur Terre à cette époque. Partis alertés les autorités, ils ne se rendent pas compte que Polly a été enlevée par un homme mystérieux répondant au nom du Capitaine Blade. Celui-ci et ses subordonnés, Spencer et l'infirmière Pinto, réaniment des extra-terrestres avant de leur donner le visage de gens qu'ils ont enlevés.
Le Docteur et Jamie ne parviennent pas à se faire comprendre des autorités de l'aéroport et rencontrant Polly de nouveau, celle-ci ne les reconnait pas et dit s'appeler Michelle Leuppi et venir de Zurich pour travailler au stand de la société Chameleon. C'est en insistant là-bas qu'ils rencontrent Samantha Briggs, une jeune fille de Liverpool à la recherche de son frère : il serait parti en voyage par la société Chameleon, aurait envoyé une carte postale de Rome et plus personne ne l'aurait revu. Ben, parti à la recherche de Polly, se fait enlever à son tour par Blade et Spencer.
Ils croisent la route de l'Inspecteur Crossland, enquêtant sur la disparition des clients de la Chameleon. Il recherche aussi son partenaire, l'Inspecteur Gascoigne (l'homme que Polly a vu se faire exécuter). Crossland demande à ce que le Docteur raconte son histoire une nouvelle fois au commandant de l'aéroport. Le Docteur leur explique que selon lui, un objet trouvé dans l'entrepôt de la Chameleon ne peut pas être fabriqué sur Terre et que la compagnie de voyage tente d'enlever des gens pour les remplacer par des doubles. Il fait une démonstration de l'objet, un pistolet-glaçant, sur la tasse de Meadows, un assistant du commandant, qui s'avère être un agent double. Constatant que la tasse a été effectivement glacée, le commandant laisse les mains libres au Docteur pour 12 heures, mais Meadows en profite pour placer un émetteur sur le Docteur.
À l'intérieur de l'entrepôt de la Chameleon, Jamie et Samantha découvrent des fausses cartes postales envoyés par les touristes disparus, ainsi que des ramifications sur toute la planète. En outre, le Docteur et Jamie découvrent dans l'entrepôt une salle cachée dans laquelle se trouve des moniteurs de contrôle et un sas extra-terrestre. Spencer active l'émetteur sur le dos du Docteur et celui-ci s'écroule à terre.
Pendant ce temps là, l'inspecteur Crossland entreprend d'enquêter dans l'avion de la Chaméleon piloté par Blade. Alors qu'il est dans le cockpit, Blade menace Crossland et le ligote à une chaise. Peu de temps après le décollage, Blade fait disparaître l'intégralité des passagers de l'avion sous les yeux de Crossland. Lorsque celui-ci lui demande ce qu'il en a fait, Blade lui répond qu'il le saura d'ici peu.
Spencer réussit à geler le Docteur, Jamie et Samantha. Ils les placent face à un rayon laser, mais Samantha réussit à le dévier grâce à son miroir. Samantha décide alors de voyager dans un vaisseau de la Chaméléon mais Jamie parvient à lui voler son billet et à s'introduire dans l'avion. Insistant pour en avoir un nouveau, elle se retrouve face à Spencer et se fait ligoter dans l'infirmerie de l'hôpital en vue d'être dupliquée.
Pendant ce temps, le Docteur, le commandant et une de ses assistantes nommée Jean Rock, apprennent de la part des autres aéroports que les passagers de la Chameleon ne sont jamais arrivés. Ils observent alors le décollage de l'avion dans lequel Jamie s'est introduit. Alors que celui-ci est suivi par un avion de la RAF, celui-ci explose en plein vol, puis l'avion disparaît des écrans radars. Le commandant suppose alors que l'avion s'est échoué dans la mer, mais le Docteur pense qu'il a disparu dans l'espace.
En effet, l'avion s'est changé en une fusée avant d'atterrir à l'intérieur d'un satellite en orbite de la Terre. Dans l'avion, Jamie, qui, malade, s'était réfugié dans les toilettes, a gardé sa forme originelle. Il aperçoit des aliens sans visages dépouiller l'appareil. S'introduisant dans le satellite, il découvre, dans un tiroir tout un tas d'être humains miniaturisés endormis. Il est amené face à leur chef, le Directeur, un alien ayant pris la forme de l'inspecteur Crossland. Il le fait parler et apprend que le Docteur est un extra-terrestre lui aussi.
Dans l'aéroport, le Docteur réussit à faire parler Meadows : la Chaméléon est une couverture pour des aliens dont il fait partie. Leur planète a connu une catastrophe il y a quelques années qui leur a enlevé leurs identités et ils projettent d'enlever des milliers de jeunes humains. Il les aide à rentrer dans l'infirmerie, à délivrer Samantha et à vaincre l'infirmière Pinto en réveillant la véritable infirmière.
Le Docteur apprend que le dernier vol pour le satellite va avoir lieu et avec la complicité de l'infirmière Pinto, il se fait passer pour Meadows ayant pris l'apparence du Docteur. Hélas, la ruse ne prend pas et une fois sur le satellite, le Docteur est arrêté. Le Directeur veut son cerveau et pense que sa personnalité sera un ajout considérable.
Sur Terre, une fouille de l'aéroport est organisée pour retrouver les corps des personnes enlevées. Celles-ci sont cachées dans des voitures sur le parking de l'aéroport dont Samantha et Jean retrouvent les numéros d'immatriculations dans les tiroirs de la Chameleon. Elles commencent à les réanimer ce qui a pour conséquence à faire se désintégrer leurs Doppelgangers travaillant sur le satellite. Le Docteur explique au Directeur qu'à cette vitesse toute son équipe va se faire décimer et qu'il ne restera plus que lui.
Blade se rebelle contre le Directeur et l'élimine. Bientôt les extra-terrestres retrouvent leurs formes "sans visage" en échange de la libération des humains. Il retourne sur Terre avec Jamie et retrouve Ben et Polly.
Ben et Polly découvrent qu'ils se trouvent le 20 juillet 1966, c'est-à-dire le jour même de leur départ et décident de prendre cette opportunité pour reprendre le cours de leur vie. Jamie et le Docteur ne retrouvent plus le TARDIS et partent à sa recherche.
