París, años 30. Hugo es un niño huérfano, relojero y ladrón que vive entre los muros de una ajetreada estación de trenes parisina. Nadie sabe de su existencia hasta que le descubre una excéntrica niña junto a la que vivirá una increíble aventura.

Durante años, Abe Portman le ha contado historias a su nieto Jake sobre su infancia, sobreviviendo a la Segunda Guerra Mundial, luchando contra monstruos y viviendo en un hogar secreto para niños en Cairnholm, Gales. Según Abe, los hijos de la casa y su directora, la señorita Alma Peregrine, poseen habilidades paranormales y son conocidos como "Peculiars". Cuando Jake cumple dieciséis años, responde a una llamada telefónica de pánico de Abe y va a su casa para encontrarlo muriendo sin los ojos. Abe le dice que vaya al "bucle del 3 de septiembre de 1943". Después de que Abe muere, Jake vislumbra un monstruo exactamente como los descritos en las historias de Abe escondido en el bosque.

El joven Ender Wiggin es reclutado por las Fuerzas Armadas Internacionales para liderar la lucha contra los Formics, una raza alienígena insectoide que previamente había intentado invadir la Tierra y había infligido grandes pérdidas a la humanidad.