Résumé du film (Wikipedia).

New York, 2007. Une quarantaine de jeunes gens organisent une fête pour le départ d'un des leurs pour le Japon. Robert « Rob » Hawkins, Jason Hawkins, Lily Ford, Hudson Platt et Marlena Diamond sont les personnages principaux. Au cours de la soirée, tandis que la fête bat son plein, l'immeuble dans lequel ils se trouvent est fortement ébranlé par une brusque secousse. Intrigués, les convives descendent dans la rue pour s'enquérir de ce qui se passe. Un coup sourd se fait alors entendre… et la tête de la statue de la Liberté vient se fracasser violemment au milieu de la rue. En quelques minutes, Manhattan devient le théâtre d'une attaque aussi effroyable que destructrice. Une gigantesque créature digne d'un kaiju envahit la ville, qui sombre dans le chaos.

Rob, qui veut retrouver Beth, son ex-petite amie, part à sa recherche avec ses amis à travers New York, dévastée par l'énorme animal. Entretemps, l'armée américaine, qui s'est déployée en masse, ne parvient pas à tuer le monstre malgré l'utilisation d'armes de plus en plus puissantes (mitrailleuses lourdes, lance-roquettes, chars, artillerie, hélicoptères d'attaque, avions de combat, bombardier B-2).

Une solution radicale est donc prise par l'armée : à l'aube, New York sera complètement bombardée pour éradiquer définitivement le monstre, malgré la présence de nombreux survivants restant dans la ville dont Rob et ses amis. Pour eux, la course contre la montre est engagée.

Après maintes péripéties, Rob et Beth, les seuls survivants du groupe se réfugient sous une arche de Central Park afin d'enregistrer un dernier message d'adieu, mais les bombes tombent sur Central Park avant qu'ils terminent leur message. La séquence se termine sur les cris de Rob et Beth ainsi que de la créature, la caméra étant recouverte par les débris. Elle dévoile cependant une séquence de Rob et Beth à Coney Island le 27 avril où l'on peut apercevoir quelque chose tomber dans l'océan au loin. Le film se termine par un zoom sur Rob et Beth, Beth disant « J'ai passé une bonne journée. »

Néanmoins à la fin des crédits du film on peut entendre un message difficilement compréhensible disant « HELP US » (« Aidez-nous ») mais joué à l'envers on entend distinctement « IT'S STILL ALIVE » (C'est toujours vivant) signifiant probablement que la Créature est toujours en vie même si J. J. Abrams (le producteur du film) lui-même prétend que ce message inversé est faux vu que selon lui, « la créature est bel et bien morte ». Une version corroborée par sa suite spirituelle, 10 Cloverfield Lane, vu qu'à la fin du film on peut entendre par la radio que la résistance humaine a réussi à libérer la côte sud de l'Amérique du Nord.