A finales de los años setenta, el famoso Área 51 del ejército estadounidense, cierra sus puertas. Todo lo que la base contenía se carga en un tren y se envía rumbo a Ohio. Cerca de dicha población, unos niños, graban con su cámara Súper 8, una película amateur sobre zombis, cuando son testigos del descarrilamiento del tren al chocar con un vehículo que se salta la barrera. Del accidente surgirá entonces una poderosa fuerza alienígena.
A partir de ese momento comenzarán a producirse misteriosos acontecimientos en el pueblo, así como numerosas muertes y desapariciones. Los únicos que tendrán la clave del misterio, serán el grupo formado por el tímido Joe (Joel Courtney), el ingenioso Charles (Riley Griffiths), el apocado Cary (Ryan Lee) y la chica guapa de la clase, Alice (Elle Fanning,
Somewhere
).