Fin Shepard (Ian Ziering) y April Wexler (Tara Reid) están en un avión que se dirige a la ciudad de Nueva York para una firma del libro de April, "How To Survive A Sharknado". La azafata (Kelly Osbourne) es una fan y les pide un autógrafo. Llama a Fin héroe, pero los acontecimientos del último sharknado en Los Ángeles le han dejado bastante traumatizado y conmocionado. Fuera de la ventana, Fin nota truenos y cosas extrañas volando en el cielo. Ve que un tiburón golpea el ala del avión y empieza a sentir pánico. La azafata y el comisario de vuelo le calman, pero de repente, un montón de tiburones empiezan a volar por todas partes, y uno es absorbido por las turbinas del avión. El motor se rompe y abre un gran agujero en el avión, succionando a la gente y dejando entrar a algunos tiburones. Los dos pilotos son devorados, lo que obliga a Fin a entrar en la cabina y tomar el control del avión. April casi es succionada, pero se aferra a la vida. El comisario de aviación le pasa su pistola. Ella dispara a un tiburón con cicatrices, que le arranca la mano de un mordisco. Fin consigue aterrizar el avión de forma muy brusca.

Nos encontramos con la hermana de Fin, Ellen (Kari Wuhrer), junto con su hija Mora (Courtney Baxter), su marido Martin (Mark McGrath) y su hijo Vaughn (Dante Palminteri) haciendo turismo por la ciudad. Fin y Martin fueron una vez los mejores amigos, pero dejaron de hablarse cuando Martin se casó con Ellen. Martin y Vaughn van a ver un partido de los Mets en el Citi Field mientras Ellen y Mora se reúnen con sus amigas Polly (Sandra Denton) y Chrissie (Tiffany Shepis) para ir a ver la Estatua de la Libertad. Le cuentan a Ellen lo del accidente de avión. Ella llama a Fin, que está en el hospital con April. Está siendo tratada por la pérdida de un miembro y la grave pérdida de sangre.

Matt Lauer y Al Roker informan de que la Gran Manzana está sufriendo un clima extraño. Parece que se acerca la nieve, junto con la lluvia.

Fin se encuentra con Martin y Vaughn en el Citi Field, ya que Ellen le ha dejado una entrada. Se entera de que, como el Citi Field está cerca del agua, la tormenta y los tiburones llegarán allí primero.Allí se reencuentra con su viejo amigo Bryan (Judah Friedlander) y con Skye (Vivica A. Fox). Al parecer, Skye solía salir con Fin y todavía siente algo por él. Ella le besa pero él le dice que está con April. Bryan también se encuentra con uno de sus jugadores de béisbol favoritos, Harland "The Blaster" McGuinness (Richard Kind), que ha jugado un mal partido y ha fallado a su padre. A continuación, la tormenta comienza a azotar el estadio, y los tiburones empiezan a caer sobre el lugar. Fin les dice a sus amigos que cojan lo que puedan del puesto de regalos, por lo que cogen bates para golpear a los tiburones. Harland incluso acaba golpeando a un tiburón contra el cartel del Citi Field.

Los tiburones empiezan a bajar por todo el océano mientras las chicas abandonan Liberty Island. En el ferry de vuelta a Manhattan, un tiburón se abalanza sobre ellas, destrozando la cara de Chrissie hasta que Ellen lo mata. Chrissie muere a causa de sus heridas. Una vez que bajan del ferry, corren para salvar sus vidas. La tormenta se intensifica tanto que rompe la cabeza de la Estatua de la Libertad, aplastando a un hombre en el proceso. Las damas logran subir a un camión de la basura, pero los hombres que lo manejan también son aplastados por la cabeza, por lo que Ellen debe conducirlos a un lugar seguro.

Fin y compañía suben al metro. Él y Martin se preguntan por qué han dejado de hablarse cuando antes eran "el dúo dinámico". Por desgracia, el tren empieza a inundarse, así que Fin ordena a todos que se trasladen al siguiente vagón. Bryan acaba siendo devorado por un tiburón, al igual que Perez Hilton. Fin lucha contra el tiburón que ha entrado en el tren. Vaughn acciona los frenos de emergencia y todos salen corriendo del metro. Por un momento, Fin no parece salir del tren, pero aparece.

La pandilla llama a un taxi conducido por un tipo llamado Ben (Judd Hirsch), que llevó a Fin al Citi Field y que también es fan de sus heroicidades. Fin idea un plan para lanzar una bomba al sharknado y detenerlo como la última vez. Sólo tienen que encontrar un lugar que tenga muchas armas, incluyendo motosierras y tanques de propano. Ben se detiene en una pizzería donde Fin encuentra a un viejo amigo que le debe algo. Parece dudar, hasta que un tiburón cae por el techo. El hombre apuñala al tiburón y Fin lo mete en el horno. El tipo deja que Fin se lleve lo que necesite.

Las calles comienzan a inundarse fuertemente. La cabina se inunda y los tiburones empiezan a rodearla. Preparan una cuerda para columpiarse y ponerse a salvo. Skye y Vaughn consiguen cruzar juntos, seguidos por Martin. Ben intenta columpiarse, pero los tiburones lo derriban y lo matan. Fin salta sobre los tiburones al estilo Frogger para llegar hasta sus amigos, lo que da a Martin una oportunidad perfecta para hacer una broma de "saltar el tiburón".

Fin, Martin, Skye y Vaughn llegan a un hotel, donde Ellen y Mora se reúnen con ellos después de que Polly sea aplastada por un tiburón. Fin y Skye suben en el ascensor a la azotea para lanzar sus bombas a los tiburones. Por su conversación, nos enteramos de que Fin y Skye se amaban, pero que Fin no contaba con la aprobación de su padre. Ella dice que eso no debería haber importado a ninguno de los dos. Llegan a la azotea, donde hacen un tirachinas y lanzan las bombas a los tiburones. Sin embargo, no son lo suficientemente fuertes como para causar un daño significativo. En cambio, Fin prende fuego a los tiburones, que caen y aplastan/queman a todos. En la planta baja, comienza a inundarse, lo que hace que Martin, Ellen, Mora y Vaughn corran hacia arriba. Se encuentran a mitad de camino con Fin y Skye, que huyen de los tiburones en llamas. Encuentran una escalera de incendios, pero Martin y Fin tienen que distraer a un tiburón para conseguir el hacha de fuego y romper la puerta. Salen, pero no antes de que Fin golpee con su hacha a un tiburón.

April sale del hospital cuando éste empieza a inundarse. Ayuda a una joven a salir sana y salva y es escoltada por una enfermera. A continuación, April sube a un camión de bomberos y encuentra a Fin y a los demás para llevarlos al Empire State Building, ya que un tercer sharknado está intentando fusionarse con los otros dos. Fin se encuentra entre los neoyorquinos y los reúne, despertando su confianza con el orgullo neoyorquino (y el hecho de que haya cortado en cadena un tiburón por la mitad antes que los demás), porque cuando algo muerde a los neoyorquinos, ¡los neoyorquinos muerden!

Fin y Skye se meten en el ESB, donde planean acabar con los sharknadoes haciendo explotar un tanque de freón. Fin llega a la cima de la torre, mientras que Skye se queda abajo para asegurarse de que los cables se mantienen unidos. Un rayo golpea los cables, haciendo que el tanque explote y envíe una oleada eléctrica a los sharknados. La explosión lanza a Fin y a Skye por los aires, donde Skye es despedazada por un tiburón. Fin monta el tiburón con cicatrices que le arrancó el brazo a April con un gancho, empalándolo en la cima de la torre. Todos los demás tiburones caen, y los neoyorquinos cogen sus armas y se cargan a todos los tiburones que pueden. Otro tiburón baja a la torre, pero April lo elimina con una sierra eléctrica conectada a su brazo.

Fin saca el brazo de April de la boca del tiburón marcado y le quita el anillo, proponiéndole de nuevo matrimonio. Ella acepta y se besan. Los neoyorquinos les aclaman y un camión lleno de fuegos artificiales estalla, lanzando coloridas explosiones al aire. Fin le dice a April que le encanta Nueva York.