冷战时期，布鲁斯·班纳的父亲是美军的一位科学家，致力于研究通过基因改造让人类获得超强的能力，想以此为美军打造超级士aaa。可是他的项目没有获得美军的支持，不能进行人体试验，疯狂的父亲为了完成试验就在刚出生的班纳身上进行基因试验。多年后，班纳成为了出色的科学家，专职为军方开发新型的高能炸弹。在一次例行的试验中，由于操作失误，班纳为了保护同事，受到了一场伽马射线的强力辐射。常人如果在这场射线爆炸下肯定必死无疑，可是班纳却活了下来。多年前，父亲在其身上做的试验也因这场核辐射生效。一旦班纳发怒时，就会诱发身体里的神秘力量，变为毫无意识的绿巨人，拥有超强的破坏力和反抗意识。因此，美国军方为了深入研究，开始围追堵截绿巨人……
大卫·班纳 (David Banner)是一名政府遗传学研究员，致力于改善人类 DNA。他的上司“霹雳”撒迪厄斯·罗斯上校禁止人体实验，所以大卫在自己身上进行实验。他的妻子伊迪丝很快生下了他们的儿子布鲁斯·班纳。大卫意识到布鲁斯继承了他的突变 DNA，并试图找到治疗方法。在发现大卫的实验后，罗斯停止了大卫的研究；为了报复，大卫操纵沙漠基地的伽马反应堆爆炸。大卫相信自己很危险，试图杀死布鲁斯，但当伊迪丝挡在他们中间时，他意外地杀死了她。创伤使布鲁斯压抑了他的童年记忆。罗斯逮捕了大卫，并将其送往精神病院，将 4 岁的布鲁斯送入寄养机构。克伦茨勒夫人收养了他，布鲁斯也继承了这个姓氏，在成长过程中他相信自己的亲生父母已经去世。
三十年后，布鲁斯成为一位杰出的科学家，与他的女朋友和罗斯分居的女儿贝蒂·罗斯一起在伯克利实验室工作。代表私人研究公司 Atheon 的阴暗格伦·塔尔伯特对科学家的纳米医学研究产生了兴趣，该研究旨在为军工联合体创造再生士兵。大卫再次以实验室大楼看门人的身份出现，渗透到布鲁斯的生活中。现任将军罗斯展开调查，并开始担心贝蒂在布鲁斯身边的安全。
布鲁斯在一次伽玛球故障事故中救了一位名叫哈珀的同事。布鲁斯在医院病床上醒来，告诉贝蒂他感觉比以前好多了，但贝蒂无法想象他还能活下来，因为纳米药物杀死了其他一切；他们不知道的是，辐射与布鲁斯改变的 DNA 融合在一起。后来，大卫遇见了布鲁斯，揭露了他们的关系并暗示了布鲁斯的变异。后来他使用布鲁斯的 DNA 样本进行动物实验。布鲁斯因周围的紧张局势而变得越来越愤怒，激活了他的伽马辐射 DNA；他变成了浩克并摧毁了实验室。第二天早上，贝蒂发现布鲁斯在家中昏迷不醒，几乎不记得前一天晚上的情况。罗斯后来到达询问布鲁斯，然后贝蒂找到大卫调查他。经过几个小时的审讯后，罗斯占领了实验室并将布鲁斯软禁起来。那天晚上，大卫打电话给布鲁斯，透露他让他的三只狗发生了变异，并用它们伤害了贝蒂，这激怒了他。塔尔博特因感叹实验室被毁而袭击了布鲁斯，布鲁斯变身，伤害了塔尔博特和罗斯的国会议员。浩克在贝蒂的森林小屋里找到了她，将她从狗群中救了出来，然后变了回来。
第二天贝蒂给罗斯打电话；军队镇静下来并将布鲁斯带到沙漠基地。罗斯认为他注定要追随大卫的脚步，因此怀疑是否要帮助布鲁斯，但贝蒂说服罗斯让她尝试一下。大卫让自己接受纳米医学和伽玛球的治疗，变得能够融合并吸收他接触到的任何东西的特性。塔尔伯特从罗斯手中夺取了控制权，迫使贝蒂回家。为了从浩克的力量中获利，塔尔伯特未能激怒布鲁斯，并将他放入隔离池中。大卫在贝蒂家中与她对峙，提出自首，但要求与布鲁斯“最后一次”交谈。塔尔博特从布鲁斯压抑的记忆中引发了一场噩梦，并引发了转变。将浩克困在粘性泡沫中，塔尔博特试图采集他的样本，但浩克挣脱了束缚。塔尔伯特在发射一枚弹跳的爆炸弹时被杀，罗斯恢复了指挥权。浩克逃离基地，在沙漠中与军队作战，并跳到旧金山寻找贝蒂。她说服罗斯带她去找绿巨人，让布鲁斯恢复正常。
布鲁斯和大卫在城里的一个基地里交谈，罗斯则在一旁观看，并威胁要烧毁他们。大卫陷入狂妄自大，想要利用布鲁斯的力量消灭他的敌人。布鲁斯拒绝后，大卫咬住了罗斯给高压电缆供电并吸收能量，变异成强大的电气实体。布鲁斯成为绿巨人并与他战斗并制服了他；在罗斯命令使用伽马炸弹结束战斗后，他们被认为已经死亡。一年后，随着许多绿巨人目击事件的报道，罗斯对贝蒂进行了持续监视。流亡亚马逊雨林，布鲁斯作为医疗营医生活着。他的营地被试图偷走他们的补给品的士兵占领。布鲁斯警告他们的指挥官不要惹他生气，但没有成功，浩克愤怒地咆哮。