塞博坦星内战如火如荼，在危机时刻，擎天柱将大黄蜂派往地球，等待重新建立基地的时机。此后，大黄蜂降落在1987年的加州，谁知不仅先遭到特工杰克·伯恩斯（约翰·塞纳 John Cena 饰）的围捕，更被尾随而来的霸天虎成员殴至重伤，失去了声音的同时还丧失了记忆。另一方面，正 在叛逆期的少女查莉·沃特森（海莉·斯坦菲尔德 Hailee Steinfeld 饰）阴差阳错得到了变形成大众甲壳虫的大黄蜂，双方相互试探，进而成为亲密无间的好朋友，同时也闹出了不少的笑话。好景不长，霸天虎成员粉碎和反弹球追至地球，他们先是骗取美国政府的信任，通过卫星网络找到大黄蜂的踪迹，之后更企图将霸天虎大部队召唤到这里。                                                                      　　逐渐恢复记忆的大黄蜂，决心凭借一己之力保护新朋友和这个美丽的蓝色星球……

效力于美国国防情报局的特工亨利·布罗根（威尔·史密斯 Will Smith 饰）是一名顶尖狙击手，在他的职业生涯中，曾奉命扫除许多威胁国家安全的恐怖分子。执行任务时的他下手果断，毫不迟疑。可是最后一次任务险些失手，却让他产生了动摇，进而提出解甲归田。怎奈放下屠刀的他，偶然听到了一个有关国家机密的大事，随即便招来杀人之祸。在躲过政府第一次围剿之后，他偕同因监视自己而意外被卷入其中的女特工丹妮（玛丽·伊丽莎白·温斯特德 Mary Elizabeth Winstead 饰）展开逃亡，投奔昔日战友巴伦（本尼迪克特·王 Benedict Wong 饰）。

拥有不死之身的死侍韦德·威尔森（瑞恩·雷诺兹 Ryan Reynolds 饰）继续在惩恶扬善、毒舌嘴贱的路上绝命狂奔，与此同时他和女友瓦内莎（莫蕾娜·巴卡林 Morena Baccarin 饰）的爱情逐渐升华，两人全新期待新生命的到来。谁知命运难测，因瓦内莎意外身亡，韦德万念俱灰，绝望地渴求生命的终结。在他最失落的时候，钢力士和少年弹头等将他领走，成为X战警中的一员。在某次行动中，死侍因袒护暴走的14岁变种人拉塞尔（朱利安·迪尼森 Julian Dennison 饰）而随同对方被关入冰盒监狱。没过多久，来自未来的电索（乔什·布洛林 Josh Brolin 饰）闯入监狱，意图杀死在未来引起无数灾难的拉塞尔。                                                                      　　为了阻止电索，逃离监狱的死侍找到一群战友与之对抗，而拉塞尔则朝着黑暗渐渐远去……

在与灭霸史诗般的战争结束后，地球似乎暂时回归和平。皮特（汤姆·赫兰德 Tom Holland 饰）回到了校园生活之中，他和好友相谈甚欢，并且有了心仪的女孩，然而内心最深处依然放不下对钢铁侠的追悼缅怀。去往欧洲游学的路上，皮特试图找机会和个性女孩米歇尔（赞达亚 Zendaya 饰）表白，谁知接连出现的元素怪兽打乱了他的表白计划。在这一过程中，与神盾局合作的神秘客（杰克·吉伦哈尔 Jake Gyllenhaal 饰）挺身而出，击退怪兽。自感不堪大任的皮特谢绝了尼克·弗瑞（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰），情愿将钢铁侠继承者的重任交到神秘客手中。 　　令他意想不到的是，更可怕的危机接二连三袭来……