프로젝트 블루 북은 1952년부터 1969년까지 미국 공군이 수행한 미확인 비행 물체(UFO) 및 관련 현상에 대한 실제 극비 조사를 바탕으로 합니다. 뛰어난 재능을 가졌지만 제대로 인정받지 못한 대학 교수 J. 앨런 하이넥 박사는 미국 공군에 의해 비밀 작전인 프로젝트 블루 북을 이끌도록 발탁됩니다. 그는 매력적인 공군 대위 마이클 퀸과 함께 전국 각지의 UFO 목격 사례를 조사하고 과학을 통해 진실을 밝히기 위해 소환됩니다. 하지만 일부 사건은 설명되지 않고 미제로 남으면서, 하이넥은 정부가 진실을 은폐하려는 더 큰 음모에 자신을 속였다고 의심하기 시작합니다.