유전자 조작을 통해 인간을 개조하겠다는 야망을 가진 과학자 데이비드 배너는 자신의 몸을 이용해 임상 실험을 시도하는 위험천만한 모험도 불사한다. 그러던 어느 날, 데이비드는 갓 태어난 자신의 아들 브루스가 화가 나면 몸에 이상 반응이 일어난다는 사실을 알게 된다. 아들에게 자신의 변형된 유전자가 물려졌다는 것을 직감한 데이비드는 브루스를 상대로 실험을 계속한다. 그리고 어느덧 30년의 세월이 흘러 성인이 된 브루스(에릭 바나 분)는 아버지와 같은 과학자의 길을 걸으며 감마선을 이용한 생체조직복원 연구를 하던 중 뜻하지 않은 사고를 당해 엄청난 양의 감마선에 노출되고 만다. 그런데 죽은 줄만 알았던 그가 아무 일도 없었다는 듯 살아나고, 그날부터 브루스는 자신이 화가 나면 거대한 초록색 괴물로 변하는 초자연적인 현상을 경험하게 된다. 브루스의 동료이자 옛 여자 친구 베티 로스가 그를 도울 방법을 찾는 동안, 베티의 아버지 로스 장군이 초록색 괴물 ‘헐크’를 추적하기 시작하면서 피할 수 없는 운명적 대결이 차츰 임박한다.