Ray Ferrier, un descargador de muelle, divorciado y padre nada modélico. Poco después de que su ex mujer y su nuevo marido se vayan después de dejar a Robbie, su hijo adolescente, y a su pequeña hija Rachel para una de sus contadas visitas, estalla una tremenda e inesperada tormenta eléctrica. Unos momentos después, en un cruce cerca de la casa, Ray es testigo de un acontecimiento que cambiará su vida y la de los suyos para siempre. Una enorme máquina de tres patas emerge del suelo y antes de que alguien pueda hacer algo, arrasa todo lo que está a su alcance. Un día como otro cualquiera acaba de convertirse en la fecha más extraordinaria de su vida: el primer ataque alienígena contra la Tierra.

Cuando su padre se va a trabajar, y los deja al cuidado de su hermana mayor, Danny, de seis años, y Walter, de diez, bien están sacándose de quicio uno al otro, o bien se aburren soberanamente. Sus riñas aumentan y, cuando Walter empieza a perseguir a Danny, éste se esconde en un pequeño montacargas. Pero Walter lo sorprende y, para vengarse, baja a Danny hasta el oscuro y temido sótano, donde descubre el tablero de metal, antiguo y destrozado, de un juego de mesa llamado "Zathura"; después de intentar, sin éxito, que su hermano juegue con él, Danny empieza a jugar solo.