1952年から1969年までアメリカで謎の飛行物体や光が次々と目撃され、空軍と政府は極秘裏に目撃情報を捜査することにする。その調査のコードネームこそが「プロジェクト・ブルーブック（Project Blue Book）」である。シーズン2では冷戦が深刻化し、新たな政治的脅威がプロジェクト・ブルーブックに迫るなか、アレン・ハイネック博士とマイケル・クイン大尉はUFOの陰謀の真実を突き止める。ロズウェル事件など過去の隠蔽工作とエリア51などの新たなUFO事件のつじつまが合わず、二人は拡大する世界的陰謀のみならずUFOの起源そのものを問わざるを得なくなる。