科学家大卫·班纳从各种生物中提取基因，并计划将之注入人体来制造超级士兵。然而撒迪厄斯·罗斯将军不允许人体实验，大卫只好自己担任实验品，将基因注入自己的体内。在儿子布鲁斯·班纳出生后，大卫发现布鲁斯可能遗传到了那些改造基因，便开始到处寻找解药，但他进行人体实验的事情亦因此曝光，于是实验被迫中止，布鲁斯在受到创伤后忘记了这些事。多年后，布鲁斯成为一名遗传学家，与前女友贝蒂·罗斯一起在柏克莱核能生化科技研究所做研究。两人利用少量的伽马射线刺激生物细胞，使之快速生长以迅速愈合伤口，但反而害实验用的青蛙惨死。一次，两人的某位同事在维护仪器时不小心启动了仪器，眼见仪器停不下来，布鲁斯舍身用身体护住该同事，因此暴露在大量伽马射线下昏迷。
事后，贝蒂到医院探望苏醒的布鲁斯，并告诉他常人暴露在如此大量的伽马射线下应该会死亡，但布鲁斯反而感到浑身舒爽。布鲁斯出院后继续进行研究，这时实验室的一名新来的工友自称是布鲁斯的父亲，但布鲁斯对此毫无记忆。对此饱受压力的布鲁斯感到十分崩溃，因而变身成力大无穷的绿色巨人“浩克”，瞬间摧毁了整个实验室。隔天，布鲁斯醒来，完全不记得变身成浩克的事。罗斯将军怀疑布鲁斯与父亲大卫合作，但推断布鲁斯的记忆遭到压抑，于是将布鲁斯软禁在家。当天晚上，在与大卫通过电话后，布鲁斯得知伽马射线触发了他体内的基因，他才会变成浩克。布鲁斯也从电话中得知大卫派了三只被他用伽马射线注射过、凶残且强壮的狗去杀贝蒂。心急如焚的布鲁斯想去拯救贝蒂，这时看守他的葛伦·陶柏（英语：Glenn Talbot）少校殴打了他。布鲁斯在愤怒之下变身成浩克，将陶柏打成重伤，接著马上跑去救贝蒂。经过一番苦战后，浩克击败了三只狗，接著变回布鲁斯。翌日早上，布鲁斯遭到军方逮捕。
布鲁斯被关在一个位于沙漠地下的秘密基地，陶柏打算取得浩克的力量并应用在军事上。另一方面，大卫试图重现布鲁斯的伽马射线实验，但实验后他并没有变成浩克，反而获得吸收周遭能量的能力（英语：Absorbing Man）。大卫在告诉贝蒂，当年他在年幼的布鲁斯面前杀害妻子后自愿被军队逮捕并关押。布鲁斯做了一个关于父亲杀害母亲的恶梦，他终于发现原来当年父亲认为他是一只怪物而试图杀死他，母亲则为了保护他而被父亲杀死。这使布鲁斯十分愤怒，成为更强大的浩克。浩克大闹基地，陶柏在试图取得浩克的基因时被杀。浩克逃出沙漠基地，直闯洛杉矶并四处造成破坏，并与追赶他的军队作战。见到了贝蒂后，浩克受到安抚并恢复成布鲁斯。
布鲁斯与大卫被关在一起，大卫试图激怒布鲁斯让他变身但徒劳无功。大卫决定自己先出手，咬了电缆以吸收整个旧金山的电力。布鲁斯被电击，因而变身成浩克。浩克与大卫大打出手，浩克逐渐处于下风。大卫吸收了浩克的能量，但因为承受不住如此强大的能量而变成一个畸形的庞然大物，最后被军方的一枚导弹击毙。一年后，军方推定布鲁斯已经死去，但罗斯将军提到有人目击浩克出没。同时，贝蒂也坦承了自己对布鲁斯的爱意。而实际上，布鲁斯正在南美洲的丛林里为一些穷人治病。这时，一群叛乱分子前来打算劫走药物。布鲁斯对叛乱分子的首领说：“不要惹我生气，你不会喜欢我生气时的样子的”。布鲁斯的眼睛瞬间变成绿色，接著镜头带远，丛林里传来一声浩克的巨吼。