В фильме "Истории ужасов 3: Марсианка" рассказываются пугающие рассказы из разных времён: прошлого, настоящего и будущего.

В первой истории, "Марсианка," девочка вынуждена совершить посадку на планете, где живут роботы. Чтобы спастись от уничтожения, она начинает рассказывать страшные истории о человеческой природе.

Во второй истории, "Долина лис," мистер Ли успешно сдает экзамен на должность государственного служащего. По пути домой ночью, он и его спутник находят деревню, где решают переночевать. Но жители этой деревни оказываются далеко не обычными.

Третья история, "Ярость на дороге," рассказывает о Дон-гыне и Су-джине, которые поздно вечером едут по трассе. Внезапно перед ними появляется грузовик, который то пропускает их вперёд, то снова обгоняет и блокирует дорогу.

В последней истории, "Призрак робота," робот Тун-кхо, обладающий искусственным интеллектом, дружит с мальчиком по имени Чин-гу уже десять лет. Они поклялись быть вместе навсегда, но теперь Тун-кхо устарел и начал причинять вред ребёнку. Мать мальчика решает избавиться от опасного друга.

Молодой режиссер, переживающий творческий кризис, сидит на берегу озера, пытаясь завершить свой сценарий. Внезапно в лесу появляются четыре человека, и старшая из них начинает разговор с ним. Парень делится с ней тремя историями из своего сценария: о школьнице, которая становится объектом издевательств со стороны одноклассников, о профессоре, живущем в одиночестве, и о женщине, измученной повседневными заботами в браке. Каждого из этих героев в их день рождения ожидают необычные встречи.