Reed Richards (Ioan Gruffudd) e Susan Storm (Jessica Alba) estão prestes a se casar. Porém, durante a cerimônia, algo estranho surge nos céus de Nova York. Trata-se do Surfista Prateado (Doug Jones), um ser alienígena que possui grandes poderes e que trabalha como arauto de Galactus, o destruidor de planetas. O Surfista veio à Terra para prepará-la para ser destruída por seu mestre, mas para atingir seu objetivo precisará enfrentar o Quarteto Fantástico.
Um desastre atinge uma nave espacial, fazendo com que seus quatro tripulantes sofram modificações em seu organismo de forma a ganharem poderes especiais. Reed Richards (Ioan Gruffudd), o líder do grupo, passa a ter a capacidade de esticar seu corpo feito borracha. Sue Storm (Jessica Alba), sua ex-namorada, ganha poderes que a permitem ficar invisível e criar campos de força. Johnny Storm (Chris Evans), irmão de Sue, pode aumentar o calor do seu corpo, enquanto que Ben Grimm (Michael Chiklis) tem seu corpo transformado em pedra e ganha uma força sobre-humana. Ao retornar à Terra após o acidente logo os novos poderes começam a se manifestar, fazendo com que todos tenham que se adaptar a eles e também à condição de celebridades que os poderes lhes trazem.
Peter Parker (Andrew Garfield) adora ser o Homem-Aranha, por mais que ser o herói aracnídeo o coloque em situações bem complicadas, especialmente com sua namorada Gwen Stacy (Emma Stone) e sua tia May (Sally Field). Apesar disto, ele equilibra suas várias facetas da forma que pode. No momento, Peter está mais preocupado é com o fantasma da promessa feita ao pai de Gwen, de que se afastaria dela para protegê-la. Ao mesmo tempo ele precisa lidar com o retorno de um velho amigo, Harry Osborn (Dane DeHaan), e o surgimento de um vilão poderoso: Electro (Jamie Foxx).
Peter Parker (Andrew Garfield) é um rapaz tímido e estudioso, que inicou há pouco tempo um namoro com a bela Gwen Stacy (Emma Stone), sua colega de colégio. Ele vive com os tios, May (Sally Field) e Ben (Martin Sheen), desde que foi deixado pelos pais, Richard (Campbell Scott) e Mary (Embeth Davidtz). Certo dia, o jovem encontra uma misteriosa maleta que pertenceu a seu pai. O artefato faz com que visite o laboratório do dr. Curt Connors (Rhys Ifans) na Oscorp. Parker está em busca de respostas sobre o que aconteceu com os pais, só que acaba entrando em rota de colisão com o perigoso alter-ego de Connors, o vilão Lagarto.
Peter Parker (Tobey Maguire) conseguiu encontrar um meio-termo entre seus deveres como o Homem-Aranha e seu relacionamento com Mary Jane (Kirsten Dunst). Porém o sucesso como herói e a bajulação dos fãs, entre eles Gwen Stacy (Bryce Dallas Howard), faz com que Peter se torne auto-confiante demais e passe a negligenciar as pessoas que se importam com ele. Porém a situação muda quando ele precisa enfrentar Flint Marko (Thomas Haden Church), mais conhecido como o Homem-Areia, que possui ligações com a morte do seu tio Ben. Tendo que lidar com o sentimento de vingança, Peter passa a usar um estranho uniforme negro, que se adapta ao seu corpo.
Após derrotar o Duende Verde a vida de Peter Parker (Tobey Maguire) muda por completo. Temendo que Mary Jane (Kirsten Dunst) sofra algum risco por ser ele o Homem-Aranha, Peter continua escondendo o amor que sente e se mantém longe dela. Ao mesmo tempo precisa lidar com Harry (James Franco), seu melhor amigo, cuja raiva pelo Homem-Aranha aumenta cada vez mais por considerá-lo como sendo o assassino de seu pai. Além disso sua tia May (Rosemary Harris) passa por uma fase difícil após a morte de seu tio Ben, estranhando também o comportamento do sobrinho. Enquanto precisa lidar com seus problemas particulares Peter recebe ainda uma má notícia: o surgimento do Dr. Octopus (Alfred Molina), um homem que possui tentáculos presos ao corpo.
Peter Parker (Tobey Maguire) é um jovem estudioso que vive com seus tios, Ben (Cliff Robertson) e May (Rosemary Harris), desde que seus pais faleceram. Inteligente e com um grande interesse pela ciência, Peter tem dificuldade em se relacionar com seus colegas, por ser tímido e por eles o considerarem um nerd. Até que, em uma demonstração científica, um acidente inesperado faz com que aranha modificada geneticamente pique Peter. A partir de então seu corpo é quimicamente alterado pela picada da aranha, fazendo com que Peter possa escalar paredes e tetos, emitir pelos punhos um fluido ultra-resistente semelhante à uma teia de aranha e passe a ter um "sentido de aranha", que o avisa sempre que há perigo por perto, além de superforça e visão ampliada. Inicialmente Peter pensa em usar seus novos poderes para ganhar dinheiro, adotando o nome de Homem-Aranha e se apresentando em lutas de exibição. Porém, ao permitir que um ladrão fuja por não considerar sua função capturá-lo, o fugitivo acaba assassinando seu tio Ben. A partir de então, Peter decide não mais usar seus poderes para proveito próprio e sim para enfrentar o mal, tendo como seu primeiro grande desafio enfrentar o psicótico Duende Verde (Willem Dafoe), que na verdade é o empresário Norman Osborn após ter sido exposto à um gás experimental que lhe deu uma segunda personalidade e grande força física.
