『侵略!イカ娘』は、長年にわたる人類の環境汚染によって海が傷つけられたことに怒り、地上の人類を罰すると誓って海から姿を現したイカ娘を描く。髪の触手、墨を吐く能力、生物発光といったイカの基本的な力を備えた彼女は、地上世界の征服を始めるべく浜へ向かう。
最初の標的は、相沢栄子と相沢千鶴の姉妹が営む海辺の食堂「レモン海の家」である。世界征服への容易な第一歩になると確信したイカ娘は、すぐさま彼女たちに宣戦布告するが、そこで自分が文字どおり水を失った魚のような存在であることを思い知る。イカ娘らしい優位性を見せつけようとして海の家の壁の一部を壊してしまったため、彼女はその修理代を払うべくウェイトレスとして働くことを余儀なくされ、征服計画はいったん保留となる。
侵略者のままでいるのではなく、イカ娘はやがて陸での奇妙な新生活になじんでいく。『侵略!イカ娘』は、彼女がレモン海の家で送る日常を、奇抜で滑稽な筆致で描き、かけがえのない思い出を作り、新たな人々と出会い、思いがけず居場所のようなものを感じていく姿を追う。新たに得た知り合いたちとともに、イカ娘は世界を席巻しようとし続けるのだった。一杯のイカ墨スパゲッティごとに。