Créée par le milliardaire Jeff Tracy, l'organisation International Rescue vient au secours des victimes de catastrophes partout sur la planète, à l'aide d'appareils volants ou sous-marins ultraperfectionnés, les Thunderbirds.
Jeff est secondé par ses fils Scott, Virgil, Gordon et John, qui font l'envie de leur frère adolescent Alan, encore trop jeune pour se joindre à eux. Mais une menace plane. Ayant réussi à éloigner Jeff et son équipe, le criminel The Hood s'empare de la Thunderbird 2 pour aller cambrioler la Banque de Londres.
Il revient alors à Alan, épaulé par Fermat, le fils de l'ingénieur Brains et TinTin, la fille du serviteur Kyrano, de contrer ce projet. Pour ce faire, les trois jeunes obtiennent l'aide de deux correspondants britanniques d'International Rescue, l'espionne Lady Penelope et son chauffeur Parker.