События фильма «Операция Буффало» разворачиваются в начале пятидесятых годов в австралийской глубинке Маралинге. Главный герой фильма - майор Лео Кармайкл, инженер австралийской армии и герой Второй мировой войны, который приехал в Маралинг, чтобы поддержать бесперебойную работу военной базы, где испытывается самое опасное ядерное оружие в мире. Напарницей майора становится метеоролог Ева Ллойд-Джордж, которая начинает задавать Кармайклу слишком много неудобных вопросов. Федеральное правительство и пресса следят за каждым шагом Евы и Лео, а в это время в Маралинге, в местности, которая официально считается «необитаемой территорией», местные аборигены проявляют большое любопытство к «волшебным гигантским облакам».