A R G U M E N T O

Reed Richards (Ioan Gruffudd); un brillante pero tímido físico en bancarrota, está convencido de que la evolución de la humanidad fue provocada hace millones de años por nubes de energía cósmica, y ha calculado que una de esas nubes muy pronto va a pasar cerca de la Tierra. Por ello desea aventurarse en una misión en el espacio para curar varias enfermedades de la Tierra y alargar la vida. Sin embargo, no contaba con el presupuesto para dicha misión. Junto con su mejor amigo, el rudo pero suave astronauta Ben Grimm (Michael Chiklis), Reed acude entonces a su igualmente brillante pero engreído compañero del Instituto de Tecnología de Massachusetts el doctor Víctor Von Doom (Julian McMahon) con quien ya mantenía contacto desde la universidad, pero no se llevaban bastante bien. Víctor se convence y accede a la oferta de Richards siendo director general de Industrias Von Doom, lo que le permite acceso a su estación espacial privada para poner a prueba los efectos de una muestra biológica a la exposición de la nube.
Víctor acepta, a cambio del control sobre el experimento y de la mayoría de las ganancias de cualquier beneficio que traiga. Se aventuran Sue Storm (Jessica Alba), exnovia de Richards, Johnny Storm (Chris Evans), el impetuoso hermano menor de Sue que se especializa en autos rápidos, chicas bonitas y deportes extremos y era el subordinado de Ben en la NASA pero ahora es su superior en la misión para disgusto de este último. El quinteto viaja al espacio para observar las nubes de la energía cósmica, pero en el momento en que Víctor intenta proponerle matrimonio a Susan, Richards observa que las nubes se materializan antes de lo previsto. Víctor niega la petición de Reed para abortar la misión, sabiendo que debe producir resultados para justificar sus gastos, sin importar el costo humano involucrado. Sabiendo que Ben había salido al espacio para instalar el equipo, Reed, Susan y Johnny salen de la zona protegida del interior de la estación para rescatarlo, y Víctor cierra el escudo detrás de ellos. Mientras que Víctor está aparentemente seguro, los demás están expuestos a la nube. Ben recibe una completa exposición en el espacio, mientras que los otros reciben una dosis más limitada dentro de la estación.
Los astronautas regresan a la Tierra intactos, sin embargo, en poco tiempo empiezan a mutar, desarrollando extraños poderes. Reed es capaz de estirarse como goma, Susan puede volverse invisible (por la flexión de la luz alrededor de los objetos) y crear campos de fuerza, especialmente cuando se enoja, Johnny puede envolverse a sí mismo en el fuego hasta alcanzar una temperatura similar a la de una supernova, siendo capaz de volar, y Ben se transforma en "La Mole", una criatura grande, como una roca con fuerza sobrehumana. Mientras tanto, Víctor se enfrenta a una reacción violenta de sus accionistas debido a la publicidad de la misión espacial, Víctor, de momento, tiene una cicatriz en la cara proveniente de la explosión de una consola de control en la estación. La novia de Grimm, Debbie, no puede lidiar con su nueva apariencia y huye.
Después que Ben, meditando sobre su situación en el puente de Brooklyn, causa por accidente un importante choque en cadena, mientras trataba de evitar que un hombre se suicidara, los cuatro usan sus poderes para evitar la pérdida de vidas y para rescatar a un camión de bomberos y a su tripulación de la caída del puente. Los medios de comunicación apodan al equipo "Los 4 Fantásticos", mientras que Johnny abraza con entusiasmo sus poderes y su nueva vida, Ben siendo el único cuya apariencia es transformada permanentemente en un monstruo sufre. A pesar de saber de su hazaña, la desfiguración de Ben ha causado que Debbie lo abandone y se ha visto rechazado y temido por gran parte de Nueva York. Culpándose a sí mismo, Reed se compromete a devolver a Ben a su forma humana. Por eso, Ben, Reed, Susan y Johnny se mueven al laboratorio de Richards en el Edificio Baxter para estudiar sus capacidades y buscar una manera de volver a la normalidad a Ben, construyendo una máquina que recree la tormenta y revierta sus efectos. Víctor ofrece su apoyo, pero culpa a Richards por el fracaso del vuelo espacial, por lo que ha perdido su empresa. Durante este tiempo, Reed y Susan comienzan a reavivar su atracción mutua. Susan admite que no estaba interesada en Víctor, pero que se había alejado de Reed por temor a hacer un voto vinculante, pensando solo en términos de variables cuando Susan en ese momento le había propuesto irse a que vivieran juntos. Su exceso de cautela era difícil, incluso para la razonable Susan, para hacer frente, y ya se empieza a probar la paciencia de Ben, que está ansioso por regresar a su forma humana, mientras que Reed se toma su tiempo trabajando en la máquina y Johnny es el único que se niega a renunciar a sus poderes pues los goza y los usa con fines de farándula. Desconocido para los otros, sin embargo, el cuerpo de Víctor también está mutando; él se está convirtiendo en un metal orgánico capaz de absorber y manipular la energía eléctrica. Como resultado de la desastrosa expedición, su empresa está en quiebra y está perdiendo estatura pública; culpando a Reed de sus desgracias, Víctor jura venganza.
Después de matar al presidente del banco que le había retirado de la oferta pública inicial de Industrias Von Doom y a su médico quien deseaba reportar su situación, Víctor ve la oportunidad de acabar con su rival de una vez por todas robando varios elementos de una bodega de su propia empresa. Manipulando la inseguridad y la angustia de Ben, Víctor engaña a Ben haciéndole pensar que sus compañeros no están trabajando en una cura con la debida diligencia; después de una discusión feroz entre él y Reed, Ben sale furioso del edificio Baxter. Reed prueba la máquina consigo mismo y casi muere en el proceso empeorando su condición, de esta forma se entera que la máquina necesita más energía para obtener el máximo aprovechamiento. Víctor, que ha espiado a Reed, engaña a Ben para que entre en la máquina y con sus poderes le proporciona la potencia extra. Ben vuelve a la normalidad, mientras que la mutación propia de Víctor aumenta de forma exponencial, aumentando su poder, pero también lo desfigura físicamente. Cuando Ben se da cuenta de que Víctor sólo lo quería fuera del camino para que nadie pudiera detenerlo, éste lo noquea de un golpe. Reed los descubre y Víctor sarcásticamente le pregunta "¿Qué pasa cuando sobrecalientas la goma?" y Víctor lo ataca, tomándolo prisionero, atado de pies y manos, mientras que lo mantiene congelado para evitar que él utilice sus poderes de distensión y lo tortura. Cuando Susan y Johnny se dan cuenta de lo que ha sucedido, Víctor - ahora haciéndose llamar "Doctor Doom" - dispara un misil termodirigido al edificio Baxter, con la intención de atacar y matar a Johnny. Johnny utiliza su poder de fuego y vuelo para dirigir el misil a aguas abiertas, donde se enciende una barcaza de basura para deshacerse del misil. Sin embargo, es arrojado al agua. Mientras tanto, Susan intenta rescatar a Reed. Ella le desata y se enfrenta al Dr. Doom. Ella pronto demuestra que no es rival para el poderoso Dr. Doom, y él está a punto de matarla cuando Ben - habiendo usado la máquina de Reed para recuperar su mutación - irrumpe en la habitación. Víctor y Ben luchan, hasta que la batalla llega a la calle.
Pero no importa lo duro que Ben lo ataque, es incapaz de dominar al Dr. Doom, dejándolo tendido de espaldas. Él está a punto de darle el golpe final, cuando un recuperado Reed y Susan llegan para salvar a Ben. Doom comienza a molestarse, cuando es golpeado por detrás por el fuego de Johnny, quien sobrevivió a su encuentro con el misil ileso. El Dr. Doom absorbe toda la energía en el área donde comienza el enfrentamiento final. En un primer momento, parece que el Dr. Doom tiene la ventaja, ya que el equipo lucha bajo su avalancha de explosiones eléctricas. Reed se las arregla para usar su cuerpo elástico para contener temporalmente al Dr. Doom y coordina al equipo para un ataque ofensivo, confiando en su juicio inicial por primera vez. Él comienza diciéndole a Johnny que dé rienda suelta a su calor supernova en el Dr. Doom, a pesar de que incluso Johnny se acordaba que esto era peligroso. Johnny lo utiliza envolviendo al Dr. Doom en un vórtice de fuego llegando al nivel de una supernova, mientras que Reed consigue que Susan trate de contenerlo (y su cantidad peligrosa de calor) dentro de un campo de fuerza.
Ella se las arregla para hacerlo, mientras que el Dr. Doom hace inútiles intentos de liberarse con sus rayos eléctricos. Cuando Johnny y Susan paran estando agotados, Doom parece empezar a derretirse, pero aún está en pie y simplemente se burla "¿Es lo mejor que tienen?". Reed responde "Tiempo de tu lección - Química básica ¿Qué pasa cuando enfrías el metal a alta temperatura?". Ben a continuación arranca la parte superior de un hidrante y tanto él y Reed dirigen el agua disparándola al Dr. Doom. El vapor creado por el agua golpea al Dr. Doom formando una nube espesa, y cuando se disipa, el Dr. Doom es aparentemente dejado como una estatua de metal inerte.
Días después en una fiesta de agradecimiento, Reed informa a Ben que reformularía la máquina para volverlo normal, pero Ben responde que ha aceptado su condición con la ayuda de Alicia Masters, una artista ciega con la que ha desarrollado una relación, y el equipo decide abrazar sus papeles como superhéroes y se unen oficialmente como los Cuatro Fantásticos. Reed le propone matrimonio a Susan, quien acepta, mientras que Johnny hace el logo del equipo (4) en llamas en el cielo.
Mientras tanto los restos del Dr. Doom son transportados de regreso a su país de origen (Latveria) cuando el buque que los transporta experimenta una interferencia electrónica inusual, dando a entender que Doom no estaba muerto como se le creía.