천재적인 과학자인 리드 리차드와 유능한 비행사인 벤 그림은 그들의 대학동기이자 라이벌인 빅터 본 둠 박사의 지원으로 우주 탐험의 꿈을 이루게 된다. 그러나 우주탐사의 멤버는 구성부터 불편하다. 리드 리차드는 헤어진 옛 여자친구 수 스톰과, 벤 그림은 수 스톰의 동생이며 서로 만나기만하면 으르렁거리는 쟈니 스톰과 한 팀으로 활동해야만 하기 때문. 어색한 분위기 속에 시작된 우주탐험. 리드 리차드는 우주 폭풍에 접근하는 속도가 잘못 계산되었음을 감지하게 되고, 모두가 대피도 하기 전에 우주선은 엄청난 속도로 다가오는 방사선 구름에 뒤덮이게 된다. 이 사고로 그들의 몸은 유전자 변이를 일으켜 이 날 이후 모든 사람들의 몸과 미래는 송두리째 변해 버린다.



우연한 사고로 얻은 엄청난 능력에 '초보 영웅'들은 당황하지만, 차차 당당한 <판티스틱4>의멤버로 위용을 갖춰간다. 리드 리차드는 자신의 몸을 원하는 대로 확장시킬 수 있는 팀의 리더 “무한능력 판타스틱”으로, 수 스톰은 투명인간으로 변신하며 방패막과 강풍을 일으킬 수 있는 능력을 갖는 “투명본능 인비져블”로서 강력한 힘을 발산한다. 쟈니 스톰은 “불의 전사 파이어”로 활활 타오르면서 쏜살같이 날아다닐 수 있다. 그리고 광선에 가장 직접적으로 노출된 벤 그림은, 가공할 힘과 암석과도 같이 단단한 근육으로 둘러싸인 “막강파워 씽”으로 변한다. 이렇게 네 사람으로 결성된 <판타스틱 4>는 방사능 구름으로 인해 온 몸이 차가운 금속으로 둘러싸인 사악한 영혼을 지닌 악의 화신 '닥터 둠'으로 돌변해 버린 빅터 본 둠 박사의 무서운 야심에 맞서게 된다.