Le Sergent Keroro est le capitaine d'une équipe de force spéciale de cinq aliens (ressemblant à des grenouilles) et provenant de la 58e planète du système nuageux et pluvieux Gamma. Cette équipe a pour mission ultra-secrète d'infiltrer la planète Terre et de ramener avec elle des informations afin de l'envahir. Rapidement, le caractère loufoque de chaque personnage fait échouer la mission et l'équipe est démasquée par les humains, démantelée et capturée.
Le sergent Keroro est capturée par une famille terrienne qui le considère dès lors comme son animal domestique, ce qui contrarie fortement ses plans... Ayant tous étés capturés par des familles différentes, ils tenteront ensuite de se retrouver et, quoique toujours maladroitement, accomplir leur mission.
La série (autant la bande dessinée que le dessin animé) met l'accent sur l'auto-destruction dont fait preuve cette armée d'envahisseurs, hauts comme trois pommes et qui plus est en forme de grenouille, dans ses tentatives de conquérir et de vendre de la marchandise futile aux citoyens japonais. Son chef, le Sergent Keroro, est facilement distrait et préfère passer son temps à créer des figurines Gundam en plastique et à surfer sur internet plutôt que de détruire la Terre, au grand dam du belliqueux Caporal Giroro. En plus de la paresse légendaire de Keroro, ce qui entrave le plus le succès de la mission est la famille Hinata, un trio d'humains qui, bien qu'inoffensif, fait constamment des demandes ridicules à Keroro et se joue de lui (en particulier leur fille Natsumi).
