Vynálezce, astronaut a vědec Dr. Reed Richards (Ioan Gruffudd) stojí jen krůček od uskutečnění svého celoživotního snu - expedice do středu kosmické bouře. K Reedově kosmické výpravě se připojuje jeho nejlepší kamarád, astronaut Ben Grimm (Michael Chiklis), vedoucí genetického výzkumu a Reedova bývalá přítelkyně Sue Storm (Jessica Alba) a také její horkokrevný mladší bratr, pilot Johnny Storm (Chris Evans). S hlavním sponzorem celé výpravy, Victorem Von Doomem (Julian McMahon), za zády se vydávají na nejdůležitější expedici svého života. Mise probíhá zdárně až do okamžiku, kdy Reed zjistí, že se mýlil v odhadu rychlosti blížící se bouře. Během několika minut je vesmírná stanice pohlcena mraky kosmické radiace, které způsobí závažné změny v genotypu všech členů posádky. Jejich DNA je nevratně pozměněna. a stejně tak jejich budoucnost.

Ben, Sue, Johnny a Reed jsou obyčejní mladí outsideři, kteří mají sklony k bádání a překonávání hranic známého světa. Jedním z jejich cílů je i rozlousknutí problému interdimenzionálního cestování. Jakmile mají dojem, že tento úkol zvládli, vydají se na nebezpečnou cestu do alternativního vesmíru. Během pokusu a cesty do nepoznaného prostoru je potká nečekaná proměna. Po návratu se jim šokujícím způsobem změní nejen fyzická podoba ale především schopnosti. A tak se ze Sue stane Invisible Woman, která umí vytvářet silová pole, Johnny jako Human Torch dokáže kdykoliv vzplanout a změnit se v hořící pochodeň, Reed neboli Mr. Fantastic dokáže téměř neomezeně natahovat své tělo a z Bena se stane Thing, kamenný obr obdařený nadlidskou silou. Po počátečním šoku se dokáží spojit v tým, který se učí nečekaně získané schopnosti ovládat a využívat. A brzy se ukáže, že je budou opravdu naléhavě potřebovat při záchraně Země před silným nepřítelem.