Сюжет серіалу розгортається у п’ятдесятих роках минулого століття. Астроном Джозеф Аллен Гайнек і капітан ВПС США Майкл Квінн, беруть участь в операції проекту військово-повітряних сил США «Синя книга». Під цією кодовою назвою проводилися надсекретні дослідження випадків спостереження НЛО в середині XX століття. В ході проекту були вивчені тисячі свідчень як простих людей, так і астрономів, льотчиків, військових і офіцерів поліції, які стверджували, що вони бачили непізнані літальні об’єкти. У кожному епізоді серіалу «Синя книга» реальні факти з секретних архівів ЦРУ переплітаються з теоріями уфологів.