迈克（杰西·艾森伯格 Jesse Eisenberg 饰）是一名彻彻底底的宅男，长这么大，他一步都不曾踏出过他生活的小镇之外。平日里，迈克在超市当收银员，闲暇时光中，他喜欢画漫画，然而麦克甚至自己所创造的角色和故事永远都不会有被大众知晓的那一天。菲比（克里斯汀·斯图尔特 Kristen Stewart 饰）是迈克的女友，迈克最大的心愿，就是能够克服内心的恐惧，带菲比去夏威夷度假。 让迈克怎么也想不明白的是，如此平凡的自己的身边，为何会忽然出现一波又一波想要夺走自己性命的变种人特工。然而，当事态的恶化牵连到了整个小镇以及菲比的安全之时，隐藏在迈克体内的力量爆发，他摇身一变，成为了凶残无情的杀人机器。
1873年的美国西部，杰克·洛根（丹尼尔·克雷格 Daniel Craig 饰）突然醒来，发现自己身处荒漠。自己为什么会在这儿，完全不记得了，身上仅有手腕上的一个神秘金属装置。为了找回失去的记忆，杰克回到了小镇上。但是他发现小镇上的居民对他却不怎么友好，而且想要在小镇上呆下去，必须得到伍德罗（哈里森·福特 Harrison Ford 饰）这位小镇开拓者的首肯才行。可是，最恐怖的事情却发生了，几艘诡异的外星飞船突然出现，并用劫掠走了小镇上的很多人。这时，杰克突然触动了手腕上的金属装置，将一艘外星飞船打了下来，并组建找回了部分记忆。为了救回被抓走的人们，查明这些不明外星飞船的意图。小镇上团结起来，在杰克和伍德罗的带领下，向着外星飞船飞走的方向，去寻找答案。
由于在“内战”中站到了美国队长一方，蚁人斯科特·朗（保罗·路德 Paul Rudd 饰）遭到了FBI的禁足惩罚。眼看离真正的自由还有几天功夫，偏偏麻烦找上门来。原来初代蚁人汉克·皮姆（迈克尔·道格拉斯 Michael Douglas 饰）通过研究发现，他的妻子黄蜂女（米歇尔·菲佛 Michelle Pfeiffer 饰）一定还活在量子领域，而斯科特是能够将妻子带回现实世界的唯一希望。不由分说，汉克的女儿霍普（伊万杰琳·莉莉 Nicole Lilly 饰）将斯科特带出房间。此后不久，他们不仅要躲避FBI的纠缠，更要提防来自神秘势力的袭击，而“幽灵”的出现更将斯科特等人带向前所未有的混乱当中。 斯科特能否顺利获得自由？初代黄蜂女是否还存活在量子领域的某处？