Dans le désert californien, non loin de la petite ville de San Angelo, le géologue Ben Gilbert rapporte un bloc de pierre noire dans son laboratoire. En présence du journaliste de la presse locale Martin Cochrane, il essaie d'en déterminer l'origine, sans succès. Le lendemain, Dave Miller, le directeur du laboratoire, de retour d'un déplacement professionnel, retrouve le bureau dévasté par un immense roc noir, et Ben mort, littéralement pétrifié. D'autres humains sont retrouvés changés en statues de pierre et, faisant le lien avec les roches noires, Dave va consulter son ancien professeur, Arthur Flanders, qui découvre qu'elles proviennent d'une météorite. Ils vont alors observer un curieux phénomène : les fragments de météorite deviennent de gigantesques monolithes croissant de manière exponentielle au contact de l'eau et constituent bientôt une menace redoutable pour les habitants de la vallée.