人体への放射線の影響を研究していた科学者ブルース・バナー（エドワード・ノートン）は、研究中の事故により怒りとともに巨大な緑色のモンスター＝ハルクに変身する能力を得る。実験の責任者だったロス将軍（ウィリアム・ハート）は、その能力を軍事利用するために彼の後を追っていた。ブルースは追跡を逃れてブラジルに潜伏、自らの治療薬開発に取り組んでいた。だが、彼の居所を突き止めたロス将軍は、エミル・ブロンスキー（ティム・ロス）率いる特殊部隊を派遣。窮地に陥るブルースだったが、間一髪ハルクに変身して危機を脱する。ブロンスキーはブルースを取り逃がすが、彼は初めて目にしたハルクの圧倒的なパワーに魅了される。そして、自分もその力を得ようと、軍が極秘に進めていた兵力強化の“スーパー・ソルジャー計画”に志願。皮肉にも、ブルースがハルクになるきっかけとなった実験はこの計画の一環だった。一方、ブルースは治療の鍵を握る“ミスター・ブルー“を訪ねて5年ぶりにアメリカ国内へ。彼がまず会いに行ったのは、かつての恋人でロス将軍の愛娘でもあるベティ（リヴ・タイラー）。新しい恋人と交際しつつも、ブルースの事を思い続けていたベティは、彼との再会を喜ぶ。そんな二人に迫るロス将軍とブロンスキーの追跡の手。絶体絶命のピンチに、ハルクとなったブルースはベティを救出して姿を消す。逃亡の途中、ベティはハルクことブルースの苦悩を理解し、ブルースを“ミスター・ブルー”ことスターンズ（ティム・ブレイク・ネルソン）と引き合わせる。しかし、そこにロス将軍率いる部隊が乗り込み、ブルースを拘束する。ブルースの血清を手に入れたブロンスキーは、それを自らの体内に注入。すると、またたく間に彼の肉体は変異、ロス将軍の予測をはるかに超えた事態を引き起こす。ニューヨーク、そしてベティの身に迫る危機。ブルースは愛する者のために、自らハルクになることを決意する。