L'histoire se déroule cinq ans après les événements de Sharknado 3. La tempête porteuse de requins tueurs est de retour et la cible des squales est à présent Las Vegas. Après avoir ravagé la ville, le Sharknado se déplace et frappe plusieurs états du centre des États-Unis, sans façade maritime, qui n'ont pas l'habitude des cyclones se formant au-dessus de la mer, mais plutôt des tornades continentales. En se déplaçant et frappant diverses installations (barrage Hoover, champ de pétrole, transformateur électrique, centrale nucléaire), la tornade change de nature en se chargeant de matières de plus en plus dangereuses : poussières, pierres, pétrole, feu, électricité à haute tension, et même radioactivité. Toute la famille Shepard, enfin réunie, va devoir unir ses forces pour en venir à bout.
Fin et April passent leurs vacances d'été en Floride. Pas de chance ! Cet État, habituellement ensoleillé, est détrempé par la pluie. Mais il y a pire : un Sharknado s'annonce. C'est toute la côte Est, d'Orlando à Washington, qui cette fois-ci sert de garde-manger aux requins volants. Fin et April vont devoir, une fois de plus, sortir le grand jeu.
Markey, capitaine dans l'armée américaine, est envoyé en Serbie pour arrêter un criminel de guerre, Dragutin. Au même moment, la présidente Rowntree s'envole à bord de l'avion présidentiel Air Force One avec une jeune journaliste, Romero. Mais l'avion est piégé et doit atterrir d'urgence en Serbie, où se trouve le bras droit de Dragutin, un certain Petrovic. Markey ignore que Petrovic est en fait un agent britannique du MI5…
Des acteurs américains et canadiens (Seth Rogen, James Franco, Jonah Hill, Jay Baruchel, Danny McBride et Craig Robinson) doivent faire face à la fin du monde.
À l'aube de la fin du monde, deux fans de science-fiction qui n'ont connu qu'une succession d'échecs dans leur vie compilent leurs connaissances en matière de films catastrophes pour tenter de sauver l'humanité.
Durant la nuit de Noël, une mystérieuse étoile noire fait son apparition dans le ciel de la petite ville de Calvary. Chacun se demande si elle est annonciatrice du Jugement dernier. Tout porte à le croire : tremblements de terre et autres catastrophes naturelles commencent à ravager la planète...
Le Méga Shark revient mais il va devoir faire face à un crocodile géant : le Crocosaurus. Attaquant beaucoup d'humains, les deux monstres se battent en duel. L'amiral Calvin et l'agent Hutchinson décident alors d'envoyer le lieutenant Terry McKormick et le chasseur Nigel Putman mettre un terme aux attaques des deux monstres.
Waterside, État du Maine, 3 000 mètres sous terre. Une équipe d’archéologues dirigée par Joseph Leshem découvre dans un nouveau site un mur gravé de hiéroglyphes.
Un avion commercial, transportant plus de 90 personnes, décolle de Nice à destination de Munich. Mais quelques minutes plus tard, il entre en collision avec un bimoteur, ce qui provoque une brèche sous le fuselage de l'appareil. Les autorités du transport aérien allemand se préparent au pire : en effet, dès que l'appareil aura les réservoirs vides, il peut provoquer une catastrophe : l'avion pourrait s'écraser sur le centre de Berlin, provoquant des centaines, voire des milliers de victimes.
Une comète doit très prochainement passer près de la Terre. Les calculs savants des scientifiques indiquent que l'astéroïde ne devrait pas entrer en collision avec la planète bleue. Elle ne fera que la frôler, causant quelques interférences magnétiques. Mais un astrophysicien, le Dr James Mayfield, chargé d'étudier ces perturbations, en vient à penser que la comète pourrait tout de même s'écraser sur la Terre. C'est alors qu'un fragment se détache et tombe sur l'Alaska...
Le matin du 11 septembre 2001, des passagers embarquent à bord du vol 93 United Airlines à l'aéroport international de Newark-Liberty, dont Tom Burnett, Todd Beamer, Jeremy Glick, Mark Bingham, Lauren Grandcolas, Donald Greene, Nicole Miller, Deora Bodley, and Honor Elizabeth Wainio. Quatre terroristes d'al-Qaïda (Ziad Jarrah, Saeed al-Ghamdi, Ahmed al-Nami, et Ahmed al-Haznawi) montent également à bord de cet avion.
Le paléoclimatologue Jack Hall (Dennis Quaid) et ses deux collègues effectuent une mission scientifique de routine en Antarctique : le forage de carottes de glace. Cependant, le plateau de glace se détache soudain du reste du continent.
Amy Harkin enquête sur la longue vague de sécheresse qui sévit sur Chicago, sans se douter que le climat va encore empirer. Tornades, tempête chaude, front arctique : trois fronts atmosphériques dévastateurs menacent la ville. Personne ne sera prévenu à temps si Mitch, chef des opérations à la Midwest Electric, n'arrive pas à restaurer d'urgence le courant de la ville. Las Vegas se fait détruire par des tornades ainsi que St.Louis.
Suite à un gigantesque tremblement de terre, la ville de New York se trouve plongée au coeur d'un désastre sans précédent. La catastrophe sépare les gens et fait des milliers de victimes. C'est dans la confusion et au milieu de ce véritable cauchemar que la vie de 4 familles va basculer...