理查德博士（伊恩·格拉法德飾）的科學夢想即將實現，他將與項目贊助人馮·杜姆（朱利安·麥克馬洪飾）、宇航員本·格林姆（邁克爾·切克利斯飾）、前女友蘇·斯通（杰西卡·阿爾芭飾）及其弟弟約翰尼·斯通（克里斯·埃文斯飾）共同飛往宇宙風暴中心，試圖揭開人類基因密碼。因計算錯誤導致飛船被宇宙射線吞沒后，全員大難逃生返回地球，但基因變異使他們各自獲得不同超能力：理查德能任意延展身體（神奇先生），蘇可操控隱形力場（隱形女），約翰尼獲得火焰包裹的飛行能力（霹靂火），本則化作巖石軀體（石頭人）。四人組成"神奇四俠"，運用新能力打擊黑暗勢力。馮·杜姆則因變異成為擁有金屬身軀的"毀滅鋼眼博士"，通過操控機械裝置實施統治世界的陰謀。在經歷能力失控的適應期后，神奇四俠最終通過團隊協作，在紐約時代廣場摧毀毀滅鋼眼博士的巨型能量核心，成功阻止其利用反物質爆炸吞噬全球的終極計劃。