Los amigos de la infancia, Reed Richards (Miles Teller) y Ben Grimm (Jamie Bell) han trabajado juntos en un prototipo de teletransportación desde jóvenes, finalmente atrayendo la atención del profesor Franklin Storm (Reg E. Cathey), director de la Fundación Baxter, un instituto de investigación patrocinado por el gobierno para jóvenes prodigios. Reed es contratado para unirse a ellos y ayudar a los hijos de Storm, la científica Sue Storm (Kate Mara) y el técnico Johnny Storm (Michael B. Jordan), a completar una "puerta cuántica" diseñada por el protegido de Storm, Victor von Doom (Toby Kebbell).