ความฝันที่มีมาตลอดชีวิตของนักประดิษฐ์ นักบินอวกาศ และนักวิทยาศาสตร์ ดร.รี้ด ริชาร์ดส (โยอัน กริฟฟิดด์) ใกล้จะเป็นความจริงแล้ว เขากำลังจะนำทีมเดินทางสู่อวกาศ ไปยังศูนย์กลางของพายุคอสมิค ณ ที่แห่งนั้น เขาหวังที่จะไขความลับเรื่องรหัสพันธุกรรมของมนุษย์เพื่อประโยชน์สำหรับมวลมนุษยชาติ
การตัดงบประมาณของรัฐบาลอย่างมหาศาล เกือบจะทำลายความหวังของการเดินทางครั้งประวัติศาสตร์ของผู้มองการณ์ไกล จนกระทั่งรี้ดยอมรับทุนจากคู่แข่งของเขาสมัยเรียนมหาวิทยาลัย วิคเตอร์ วอน ดูม (จูเลี่ยน แม็คมาฮอน) ซึ่งปัจจุบันเป็นมหาเศรษฐีพันล้านจากการทำอุตสาหกรรม

ลูกทีมของรี้ดสำหรับภารกิจนี้ประกอบไปด้วย เพื่อนรักของเขา นักบินอวกาศ เบน กริมม์ (ไมเคิล ชิคลิส) ซู สตอร์ม (เจสสิก้า อัลบ้า) ผู้อำนวยการของการวิจัยทางพันธุศาสตร์ของ วอน ดูม และเป็นแฟนเก่าของรี้ด และน้องชายอารมณ์ร้อนของซู นักบินจอห์นนี่ สตอร์ม (คริส อีแวนส์) ด้วยความอุปถัมภ์ของ วอน ดูม ทั้งสี่คนจึงได้ออกเดินทางสู่การสำรวจครั้งสำคัญของชีวิตภารกิจไม่น่าสนใจ จนกระทั่งรี้ดค้นพบการคำนวณความเร็วของพายุที่กำลังจะเข้ามาถึงผิดพลาด ภายในเวลาไม่กี่นาที พายุก็มาจ่อตรงหน้าพวกเขาแล้ว สถานีอวกาศถูกล้อมด้วยเมฆหมอกรุนแรงของรังสีคอสมิก ซึ่งก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมต่อลูกเรือทั้งหมด ดีเอ็นเอของพวกเขาถูกเปลี่ยนโดยที่ไม่อาจเปลี่ยนแปลงได้ เช่นเดียวกับอนาคตของพวกเขาเมื่อกลับมายังโลก ผลกระทบของการถูกสัมผัสด้วยรังสีถูกเปิดเผยออกมาอย่างรวดเร็ว รี้ดมีความสามารถในการยืดและปิดร่างกายของเขาให้เป็นรูปร่างใดๆ ที่เขาจินตนาการไว้ได้ และในฐานะผู้นำกลุ่ม เขาจึงได้รับการขนานนามว่า มิสเตอร์ แฟนแทสติก ซู สามารถล่องหนและสร้างสนามพลังอันทรงพลังได้ จึงกลายเป็นมนุษย์ล่องหน จอห์นนี่กลายเป็นมนุษย์คบเพลิง เมื่อเขาล้อมตัวเองไว้ด้วยเปลวเพลิงได้ และเหาะได้เมื่อต้องการ และเบน ซึ่งการเปลี่ยนแปลงแสนประหลาดของเขาน่าตกใจที่สุด เขากลายเป็นมนุษย์หินตัวสีส้มที่แข็งแกร่งเหนือมนุษย์ ชื่อว่า เดอะ ธิง