Joe (Joel Courtney) ist ein trauriger Teenager, der Ende der 70er-Jahre in einer US-amerikanischen Kleinstadt lebt. Seine Mutter ist gerade gestorben. Groteske Abwechslung aus der Tristesse verspricht sein Freund Charles (Riley Griffiths), der auf Super 8 mit Joe einen Zombie-Film drehen will. Mit viel Idealismus und wenig Ahnung vom Filmemachen machen sie sich auf die Suche nach dem richtigen Make-up, nach stimmigen Horror-Dialogen und passenden Locations. Alice (Elle Fanning), eigentlich nur als Beraterin in Schminkfragen engagiert, bekommt eine Rolle als Darstellerin. Bei einem nächtlichen Drehtermin am Bahnhof des Ortes wird ihr Auftritt von einem verheerenden Eisenbahnunfall beendet, den ein Güterzug auslöst.

Es häufen sich seltsame Ereignisse: Alle Hunde verschwinden aus der Stadt; das Militär rückt ein und versucht den Unglücksort hermetisch abzuschirmen. Als die Kids sich die Filmaufnahmen des Unglücks - die Kamera lief weiter - noch einmal ansehen, entdecken sie etwas Seltsames. Sie machen sich auf eigenen Faust daran, das Rätsel zu lösen.