Project Blue Book basiert auf den wahren, streng geheimen Ermittlungen der United States Air Force zu unidentifizierten Flugobjekten (UFOs) und verwandten Phänomenen, die von 1952 bis 1969 stattfanden. Dr. J. Allen Hynek, ein brillanter, aber unterschätzter College-Professor, wird von der US Air Force rekrutiert, um eine geheime Operation namens Project Blue Book zu leiten. Zusammen mit seinem Partner, dem charmanten Air Force Captain Michael Quinn, wird er gerufen, um UFO-Sichtungen im ganzen Land zu untersuchen und mit wissenschaftlichen Mitteln herauszufinden, was wirklich passiert ist. Als jedoch einige Begegnungen nicht erklärt werden können und Fälle offen bleiben, beginnt Hynek zu vermuten, dass er von der Regierung in eine größere Verschwörung verwickelt wurde, um die Wahrheit zu vertuschen.