1983 год, Хоукинс, штат Индиана. В лаборатории Министерства энергетики США на ученого нападает неизвестное существо. 12-летний Уилл Байерс возвращается вечером домой после игры с друзьями в «Подземелья и Драконы», но по дороге сталкивается с существом и бесследно исчезает. На следующий день девочка с обритой головой, одетая в больничную рубашку, крадет еду в местном кафе. Владелец кафе, Бенни пожалел ее, накормил и позвонил в социальную службу. Женщина, представившись работником социальной службы, убивает Бенни. Вооруженные агенты обыскивают кафе в поисках девочки, но ей удается скрыться. В доме Джойс, матери Уилла, звонит телефон. Ей кажется, что она слышит голос Уилла сквозь помехи. Лукас, Майк и Дастин, друзья Уилла, вечером отправляются в лес на его поиски и встречают девочку.
Друзья узнают, что девочку зовут Одиннадцать (число 11 вытатуировано у нее на руке), и дают ей прозвище Оди. Ученые из лаборатории обследуют участок возле дома Байерсов и обнаруживают на стене сарая, в котором исчез Уилл, странную субстанцию. В доме Майка Оди узнает Уилла на фотографии. Она использует свои психокинетические способности, чтобы захлопнуть дверь и не дать Дастину и Лукасу рассказать родителям Майка о себе. В поисках Уилла Хоппер обследует лес и находит кусок ткани от больничной рубашки Оди неподалеку от лаборатории. Нэнси вместе с подругой Барб отправляется на вечеринку домой к Стиву. Джонатан, брат Уилла, отправляется в лес на поиски. Фотографируя место, где был найден велосипед Уилла, он слышит крики и выходит к дому Стива, где видит Нэнси, Стива и еще одну пару в бассейне. Джонатан делает несколько снимков, в том числе снимок Барб, сидящей на краю бассейна, за мгновение до ее исчезновения. Джойс принимает еще один звонок от Уилла, слышит сам собой включившийся магнитофон из его комнаты и видит странное существо, вылезающее из стены.
Очнувшись в странном месте, напоминающем пустой бассейн, Барб пытается выбраться из него по лестнице, но что-то затягивает ее обратно вниз. Джойс развешивает в доме несколько электрических гирлянд для установления связи с Уиллом, который, находясь в каком-то параллельном измерении, может включать и выключать лампочки в доме. Хоппер вместе с помощниками выходят на след доктора Мартина Бреннера, его лаборатории и находят в газетных архивах упоминание о женщине по имени Терри Ивс, которая утверждала, что ее дочь сразу после рождения похитили ученые. Оди вспоминает свою жизнь в лаборатории — Бреннер, которого она называет «папой», приказывает поместить ее в карцер за отказ использовать свои телекинетические способности чтобы причинить боль кошке. Нэнси начинает переживать о пропавшей Барб. Стив и его друзья обнаруживают фотографии, которые сделал Джонатан. Они рвут фотографии и разбивают камеру, но Нэнси замечает на одной из них сидящую возле бассейна Барб и возвращается к дому Стива. Недалеко от дома она обнаруживает припаркованную на прежнем месте машину Барб и замечает перемещающееся среди деревьев существо. Джойс рисует на стене буквы алфавита рядом с лампочками гирлянды. Уилл сообщает ей, что он жив, но находится в опасном месте. Он успевает передать слово «беги» перед тем, как существо начинает вылезать из стены. Чуть позже полиция штата сообщает об обнаружении тела Уилла в заполненном водой карьере недалеко от города.
Оди доказывает друзьям, что Уилл все еще жив, установив с ним контакт через рацию Майка. Используя мощную радиостанцию в кабинете физики, Оди и друзья слышат голос Уилла, говорящего своей матери, что он боится. В это время Джойс находится в комнает Уилла и слышит его голос из-за стены. Она срывает обои и обнаруживает под ними пленку из странной полупрозрачной субстанции и силуэт Уилла за ней. Джойс начинает пробивать стену топором, но лишь пробивает сквозную дыру на улицу. Изучая сделанную Джонатаном фотографию Барб, Нэнси замечает рядом с ней чудовище. Она отправляется к Джонатану, он печатает увеличенный фрагмент снимка и осознает, что существо на снимке похоже на то, что описывала Джойс — человекоподобное тело с длинными руками и головой без лица. Хоппер находит обстоятельства обнаружения тела Уилла странными, приходит в морг и разрезает тело, которое оказывается качественно сделанным манекеном. Он направляется к зданию лаборатории и проникает внутрь.
Лонни, бывшему мужу Джойс, удается убедить ее, что все ее связанные с Уиллом видения являются галлюцинацией, так как было обнаружено его тело. Мальчики приходят к выводу, что Уилл застрял в другом измерении, которое Оди называет «обратной стороной». После похорон друзья спрашивают мистера Кларка о параллельных измерениях, и он рассказывает им о гипотетической возможности существования портала между пространствами. Помощники Хоппера сообщают ему о том, что автомобиль Барб был найден далеко от города. Мальчики выясняют, что появление портала связано с мощным электромагнитным полем и пытаются обнаружить магнитную аномалию при помощи компаса. Оди вспоминает, как ее помещали в камеру сенсорной депривации для усиления ее телепатических способностей. Ее заданием был телепатический перехват информации от советского шпиона, и во время его выполнения она обнаружила странное существо. Оди предупреждает друзей об опасности портала и отклоняет стрелки компасов, чтобы сбить их со следа. Лукас замечает это и обвиняет Оди в предательстве. Майк заступается за нее, что приводит к драке между ним и Лукасом. Оди вмешивается и при помощи телекинеза отбрасывает Лукаса, который на время теряет сознание от удара. Тем временем в лесу Нэнси и Джонатан обнаруживают раненого оленя, которого утаскивает чудовище. Нэнси обнаруживает портал, ведущий на «обратную сторону» и проникает туда, где видит чудовище, поедающее оленя.
Джонатану удается вытащить Нэнси обратно и спасти от чудовища. Вместе они едут к Нэнси домой, и она просит Джонатана остаться, так как боится ночевать одна. Стив видит их через окно спальни. На следующее утро Нэнси и Джонатан решают убить чудовище, для чего покупают капкан и патроны в охотничьем магазине. На обратном пути они конфликтуют со Стивом, друзья которого оставили оскорбительную для Нэнси надпись на фасаде кинотеатра. После драки со Стивом Джонатана арестовывают полицейские. Хоппер обыскивает собственный дом и находит подслушивающее устройство, затем едет к Джойс и сообщает, что полностью верит ее рассказам. Вместе они приезжают к Терри Ивс, чтобы расспросить ее о пропавшей дочери. Терри находится в прострации. Ухаживающая за ней сестра рассказывает, что в молодости Терри участвовала в проекте ЦРУ по изучению средств манипулирования сознанием и по ее утверждению, доктор Бреннер похитил дочь Терри сразу после рождения. Оди бродит одна в лесу и вспоминает, как случайно открыла портал на «обратную сторону» во время выполнения одного из заданий, позволив чудовищу проникнуть в обычный мир. Майк и Дастин ищут Оди, но сталкиваются с хулиганом Троем и его приятелем. Трой угрожает Дастину ножом и требует, чтобы Майк прыгнул с большой высоты в озеро на дне карьера, в котором перед этим нашли тело Уилла. Майк прыгает, но повисает в воздухе и возвращается обратно — его спасает Оди. Лукас наблюдает за лабораторией и видит, как несколько микроавтобусов с вооруженными людьми выезжают с территории и едут к дому Майка.
Лукас предупреждает друзей по рации, что к ним едут агенты. Майк, Дастин и Оди бегут из дома через черный ход. Лукас присоединяется к ним. Один из микроавтобусов перекрывает дорогу, но Оди, используя свои телекинетические способности, переворачивает его. Оторвавшись от погони, они приезжают на автомобильную свалку, и Лукас примиряется с Майком и Оди. Джойс и Хоппер приезжают в полицейский участок, где обнаруживают Нэнси и Джонатана. Джонатан рассказывает им о чудовище. Им удается связаться по радио с Майком и его друзьями. Встретившись, они решают изготовить для Оди камеру сенсорной депривации, чтобы усилить ее телепатические способности, необходимые для поиска Уилла и Барб. В качестве такой камеры они используют школьный надувной бассейн, наполнив его насыщенным раствором соли для увеличения плотности. Оди удается проникнуть на «обратную сторону», где она обнаруживает Барб мертвой и узнает местоположение Уилла — тот прячется в своем шалаше, который они с братом когда-то построили. Хоппер и Джойс отправляются в лабораторию с целью войти в главный портал и спасти Уилла, но там их окружают агенты. Нэнси и Джонатан решают реализовать свой план по убийству чудовища, забирают свои вещи из полицейского участка и едут в дом Байерсов. На «обратной стороне» чудовище обнаруживает убежище Уилла.
Бреннер допрашивает Хоппера и тот предлагает ему сделку — местонахождение Оди в обмен на доступ к порталу. Надев защитные комбинезоны, Джойс и Хоппер проникают через портал на «обратную сторону». Там они обнаруживают гнездо чудовища, затем находят Уилла — он находится без сознания, с длинным, похожим на слизня существом в пищеводе. Существо извлекают, Уиллу делают искусственное дыхание и он приходит в себя. Тем временем Нэнси и Джонатан устанавливают капкан, затем делают надрезы на ладонях, чтобы привлечь чудовище запахом крови. Появляется Стив с намерением извиниться перед Нэнси и Джонатаном за утреннее происшествие. Чудовище появляется из стены и нападает на Джонатана. Стиву удается отбить его, все вместе они убегают по коридору, где чудовище попадает в капкан, но ему удается вырваться и сбежать обратно в свое измерение. В школу, где прячутся мальчики и Оди, врываются агенты. Они окружают детей, но Оди убивает их при помощи телекинеза. Это отнимает у нее много сил, ее обнаруживает Бреннер, но в это время появляется чудовище, привлеченное кровью убитых агентов. Дети пытаются спрятаться в одном из кабинетов, но чудовище находит их. Оди, собрав последние силы, обездвиживает чудовище, прощается с Майком и вместе с чудовищем превращается в пыль. Уилл воссоединяется с матерью, братом и друзьями. Хоппера в черном автомобиле увозит агент. Месяц спустя, в канун Рождества, Джонатан приезжает домой к Байерсам за своим братом, который играет с друзьями. Нэнси дарит Джонатану новую камеру взамен разбитой, она помирилась со Стивом. Хоппер оставляет в деревянном ящике посреди леса коробку с вафлями, любимой едой Оди. Перед рождественским ужином Уилл ненадолго уходит в ванную, где выкашливает в раковину небольшого слизняка, и окружающий мир на мгновение превращается в «обратную сторону».