Изобретатель, астронавт и учёный Рид Ричардс (Йоан Гриффитт) как никогда близок к осуществлению своей мечты. Он возглавляет экспедицию в космос, в центр космических бурь. Там он надеется раскрыть секреты генетического кода человека и заставить их работать на благо людей. Исторический полёт чуть было не срывается, когда правительство урезает его финансовую поддержку, но Ричардсу приходит на помощь его старый школьный соперник, а теперь промышленник-миллиардер, Виктор Фон Дум (Джулиан МакМейон).
В команду Рида входят его лучший друг, астронавт Бен Гримм (Майкл Чиклис); Сью Шторм (Джессика Альба), бывшая подруга Рида и директор программы генетических исследований; и молодой брат Сью, пилот Джонни Шторм (Крис Эванс). Взяв на борт своего благодетеля Фон Дума, четвёрка отважных отправляется в путь.
Путешествие проходит гладко до тех пор, пока Риду не осознаёт, что он неправильно рассчитал скорость приближающегося шторма. За считанные минуты космическую станцию поглощают облака радиации, изменяющей ДНК членов команды… и их будущее.
Результаты облучения становятся ясны очень скоро по возвращении на землю. Рид приобретает способность искривлять и складывать своё тело самым невероятным образом и получает прозвище мистер Фантастика; Сью становится Женщиной-Невидимкой; Джонни - Человеком-Факелом, тело которого по его желанию вспыхивает огнём; а Бен превращается в нечто совсем невообразимое - в Существо: оранжевого громилу, наделённого сверхчеловеческой силой.
Объединившись, они справляются с личными трагедиями и обращают их в триумф, используя свои необычные способности в борьбе с преступными замыслами доктора Дума.
Астронавты. Супер-герои. Знаменитости. Для всего мира они - Фантастическая Четвёрка. А для друг друга - одна семья.