Mengorbit sebuah planet yang berada di ambang perang, para ilmuwan menguji perangkat untuk mengatasi krisis energi, dan akhirnya berhadapan dengan realitas alternatif yang kelam . Dalam waktu dekat, terjadi krisis energi di Bumi . Stasiun Cloverfield dengan kru multinasional akan menguji akselerator partikel Shepard dengan harapan dapat menghasilkan energi untuk semua negara memecahkan masalah energi . Namun, eksperimen tersebut gagal,merusak stasiun dan membuka portal ke dimensi lain dengan Bumi paralel . Mereka juga menemukan seorang wanita terjalin dengan kabel di belakang sekat stasiun dan mereka mengetahui bahwa dia bekerja di Stasiun Cloverfield yang identik di dimensi lain . Sekarang para ilmuwan membutuhkannyauntuk menemukan cara kembali ke dimensinya sendiri . —Claudio Carvalho, Rio de Janeiro, Brasil Ketika Bumi terus menghabiskan sumber dayanya yang terbatas dan krisis energi yang mengerikan mengancam untuk menjerumuskan dunia ke dalam era kegelapan baru yang penuh kehancuran dan kekacauan, secercah harapan terletak pada sekelompok kecil ilmuwan di Stasiun Cloverfield di luar angkasa . Dipercaya menghasilkanDengan jumlah energi yang tak terkendali, akselerator partikel Sherpard yang sangat eksperimental adalah sebuah mesin yang bisa menyelamatkan umat manusia atau bisa merobek struktur realitas--dan segera--kejadian aneh karena malfungsi yang tidak bisa dijelaskan akan melahirkan hal-hal yang mengejutkan.penemuan .

Siapa yang dapat memanfaatkan kekuatan tak terduga yang telah dilepaskan secara tidak bijaksana?—Nick Riganas Pada tahun 2028, Bumi mengalami krisis energi global . Badan-badan antariksa dunia bersiap untuk menguji akselerator partikel Shepard di Stasiun Cloverfield yang mengorbit, yang akan menyediakan energi tak terbatas bagi Bumi, sementara para penganut teori konspirasi khawatir hal itu akan terjadi.menciptakan "Cloverfield Paradox", membuka portal ke alam semesta paralel yang memungkinkan kengerian mereka mengancam Bumi . Di antara krunya adalah Ava Hamilton (Gugu Mbatha-Raw), seorang insinyur Inggris yang khawatir akan meninggalkan suaminya Michael (Roger Davies) selama bertahun-tahun, hubungan mereka bermasalah sejak kehilangan anak-anak mereka dalam kebakaran rumah . Para kru dilengkapi oleh komandan Amerika Kiel (David Oyelowo), fisikawan Jerman Ernst Schmidt (Daniel Brühl), dokter medis Brasil Monk Acosta (John Ortiz), insinyur Irlandia Mundy(Chris O'Dowd), insinyur Rusia Volkov (Aksel Hennie), dan insinyur Tiongkok Tam (Zhang Ziyi) . Volkov menyalahkan Schmidt karena sengaja mencoba membuat akselerator partikel gagal karena di Bumi orang-orang Rusia sekarat karena krisis energi dan Jerman invasi ke Rusia . Setelah sekitar dua tahun upaya yang gagal untuk mengaktifkan Shepard, para kru mendapatkan pancaran sinar yang tampaknya stabil, namun kelebihan beban dan menciptakan lonjakan listrik di stasiun .

Setelah memulihkan daya dasar, mereka menemukan Bumi telah menghilang dari pandangan, dangiroskop yang membantu navigasi stasiun hilang . Saat kru melakukan perbaikan, peristiwa aneh mulai terjadi, termasuk penemuan (dan penyelamatan selanjutnya) seorang wanita asing bernama Mina Jensen (Elizabeth Debicki) yang menyatu dengan kabel di dalam a Bola mata Volkov mulai bergerak dengan sendirinya; koloni cacing meledak dari dirinya . Jensen bangun dan memberitahu Hamilton untuk tidak mempercayai Schmidt, yang ternyata adalah mata-mata yang dikirim oleh pemerintah Jerman untuk menutup Shepard . Lengan Mundy' ditarik ke dinding kokoh dan dipotong hingga bersih Mereka menemukan lengan itu berkeliaran atas kemauannya sendiri . Ketika mereka mengenalinya sedang mencoba menulis sesuatu, ia memerintahkan mereka untuk "memotong Volkov" . Begitu mereka melakukannya, mereka menemukan giroskop yang hilang . Mereka akhirnya menemukan lokasi Bumi dan mulai memulihkan komunikasi mereka, transmisi menyatakan stasiun tersebut hancur dan jatuh ke Bumi dua hari sebelumnya . Sementara itu di "Bumi" monster mulai menimbulkan kekacauan .

Para kru menentukan kelebihan berkas partikel telah mengaktifkan Paradoks Cloverfield, dan dengan melakukan hal tersebut, stasiun tersebut dipindahkanke alam semesta paralel di mana Jensen menggantikan Tam sebagai insinyur stasiun, Schmidt adalah mata-mata, negara-negara berperang karena stasiun Cloverfield gagal dan dihancurkan saat mencoba menemukan sumber energi tak terbatas, dan Hamilton (meskipun masih misinya) tetap di Bumi, di mana anak-anaknya masih hidup . Percaya Paradoks dapat dibalik, dan mereka dapat kembali ke alam semesta mereka sendiri jika mereka mengaktifkan kembali Shepard, para kru berangkat untuk melakukan perbaikan . Tam terjebak di sebuah ruangan yang air dan meledak ke luar angkasa, membunuhnya (setelah dia mengetahui bahwa Shepard perlu diberi ventilasi agar dapat ditembakkan lagi) . Hal ini membuat kru tidak punya pilihan selain menggunakan Jensen sebagai insinyur untuk Shepard . Sementara itu, Hamilton memutuskan untuk Bumi bersama Jensen untuk mencegah kebakaran yang membunuh anak-anaknya (seperti di Alam Semesta saat ini, mereka masih hidup, sesuai dengan apa yang dikatakan Jensen kepadanya (karena dia dan Jensen adalah teman dekat di Alam Semesta saat ini)) . Saat mereka bersiap, disebabkan oleh medan magnet yang aneh, mengganggu kestabilan bagian bawah stasiun Cloverfield dan mengancam akan menghancurkan seluruh stasiun . Kiel mengorbankan dirinya untuk menyelamatkan stasiun, meninggalkan Hamilton yang bertanggung jawab .

Di Bumi, Michael terbangun dan menemukan gelombangkehancuran yang melanda planet ini, menyaksikan siluet monster raksasa di kejauhan . Dalam perjalanannya untuk menawarkan bantuan di rumah sakit setempat, dia berhenti untuk membantu seorang gadis muda bernama Molly di galangan kapal . Setelah mengetahui rumah sakit itu hancur, dia membawanya tempat perlindungan bawah tanah seorang teman dan merawat luka-lukanya . Dengan Shepard siap untuk aktif kembali, Hamilton bersiap untuk pergi bersama Jensen, tetapi Jensen tiba-tiba menjatuhkannya & memasukkannya ke dalam pod yang sudah diprogram untuk kembali ke Bumi . Jensen membunuh Biksu dengan Volkov pistol, melukai Schmidt, dan menegaskan stasiun harus tetap berada di alam semesta untuk menjaga Shepard tetap di sana . Sadar kembali, Hamilton memutuskan untuk tetap di stasiun (untuk menghentikan Jensen) & menggunakan pistol untuk menembak ke luar jendela, mengeluarkan Jensen ke luar angkasa . Hamilton memutuskan ke alam semesta mereka bersama Schmidt dan membuat rekaman untuk alam semesta alternatifnya, memberinya rencana untuk Shepard dan menekankan pentingnya keluarganya . Hamilton dan Schmidt membalikkan pergeseran alam semesta dan menggunakan modifikasi Tam' untuk akhirnya membuat Shepard berfungsi. Setelah melapor, keduanya melontarkan diri dalam kapsul evakuasi menuju Bumi .

Michael mengetahui dari kendali misi kemunculan kembali stasiun dan kembalinya istrinya ke Bumi, tetapi dia mengecam mereka karena tidak memperingatkannya untuk tidak kembali ke Bumi pada tahun situasi yang sedang berlangsung . Saat kapsul kembali memasuki atmosfer bumi, monster raksasa menerobos awan .