ความฝันที่มีมาตลอดชีวิตของนักประดิษฐ์ นักบินอวกาศ และนักวิทยาศาสตร์ ดร.รี้ด ริชาร์ดส (เอียน กรัฟฟัดด์) ใกล้จะเป็นความจริงแล้ว เขากำลังจะนำทีมเดินทางสู่อวกาศ ไปยังศูนย์กลางของพายุคอสมิค ณ ที่แห่งนั้น เขาหวังที่จะไขความลับ เรื่องรหัสพันธุกรรมของมนุษย์ เพื่อประโยชน์สำหรับมวลมนุษยชาติ

การตัดงบประมาณของรัฐบาลอย่างมหาศาล เกือบจะทำลายความหวัง ของการเดินทางครั้งประวัติศาสตร์ของผู้มองการณ์ไกล จนกระทั่งรี้ดยอมรับทุน จากคู่แข่งของเขาสมัยเรียนมหาวิทยาลัย วิคเตอร์ วอน ดูม (จูเลี่ยน แม็คมาฮอน) ซึ่งปัจจุบันเป็นมหาเศรษฐี พันล้าน จากการทำอุตสาหกรรม

ลูกทีมของรี้ดสำหรับภารกิจนี้ประกอบไปด้วย เพื่อรักของเขา นักบินอวกาศ เบน กริมม์ (ไมเคิล ชิคลิส), ซู สตอร์ม (เจสสิก้า แอลบ้า) ผู้อำนวยการของการวิจัยทางพันธุศาสตร์ของ วอน ดูม และเป็นแฟนเก่าของรี้ด, และน้องชายอารมณ์ร้อนของซู นักบิน จอห์นนี่ สตอร์ม (คริส อีแวนส์) ด้วยความอุปถัมภ์ของวอน ดูม ทั้งสี่คนจึงได้ออกเดินทางสู่การสำรวจครั้งสำคัญของชีวิต ภารกิจไม่น่าสนใจ จนกระทั่งรี้ดค้นพบการคำนวณความเร็วของพายุ ที่กำลังจะเข้ามาถึงผิดพลาด ภายในเวลาไม่กี่นาที พายุก็มาจ่อตรงหน้าพวกเขาแล้ว สถานีอวกาศถูกล้อมด้วยเมฆหมอกรุนแรงของรังสีคอสมิค ซึ่งก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมต่อลูกเรือทั้งหมด ดีเอ็นเอของพวกเขาถูกเปลี่ยน โดยที่ไม่อาจเปลี่ยนแปลงได้... เช่นเดียวกับอนาคตของพวกเขา เมื่อกลับมายังโลก ผลกระทบของการถูกสัมผัสด้วยรังสี ถูกเปิดเผยออกมาอย่างรวดเร็ว รี้ดมีความสามารถในการยืด และบิดร่างกายของเขาให้เป็นรูปร่างใดๆ ที่เขาจินตนาการไว้ได้ และในฐานะผู้นำกลุ่ม เขาจึงได้รับการขนานนามว่า มิสเตอร์ แฟนตาสติค (Mr.Fantastic), ซู สามารถล่องหน และสร้างสนามพลังอันทรงพลังได้ จึงกลายเป็น มนุษย์ล่องหน (Invisible Woman), จอห์นนี่กลายเป็น มนุษย์คบเพลิง (Human Torch) เมื่อเขาล้อมตัวเองไว้ด้วยเปลวเพลิงได้ และเหาะได้เมื่อต้องการ และ เบน ซึ่งการเปลี่ยนแปลงแสนประหลาดของเขาน่าตกใจที่สุด เขากลายเป็นมนุษย์หินตัวสีส้ม ที่แข็งแกร่งเหนือมนุษย์ ชื่อว่า เดอะ ธิง (The Thing)

เมื่อรวมตัวกัน พวกเขาเปลี่ยนโศกนาฏกรรมให้กลายมาเป็นชัยชนะ และเปลี่ยนความหายนะให้กลายเป็นการร่วมแรงร่วมใจ โดยใช้พลังที่เป็นเอกลักษณ์ และแกร่งเหนือใครของพวกเขา ในการป้องกันแผนชั่วของ ดร. ดูม (Dr.Doom) ซึ่งบัดนี้กลายเป็นคนนัยน์ตาและหมัดเหล็ก และเพื่อปกป้องพลเมืองนิวยอร์ค ให้รอดพ้นจากการคุกคามใดๆ ที่อาจเกิดขึ้น

นักบินอวกาศ ซูเปอร์ฮีโร่ คนดัง ในสายตาของชาวโลก พวกเขาคือ Fantastic Four (มนุษย์กายสิทธิ์ทั้งสี่) ..ในสายตาของกันและกัน พวกเขาคือครอบครัวเดียวกัน..