能够展翅高飞的猎鹰山姆·威尔逊（安东尼·麦凯 Anthony Mackie 饰）受史蒂夫·罗杰斯的信任所托，接过盾牌，正式成为美国队长。在与美国总统撒迪厄斯·罗斯（哈里森·福特 Harrison Ford 饰）会面后，山姆发现自己被卷入了一场国际事件。他必须赶在真正的幕后黑手让全世界陷入混乱之前查明真相，揭露这起波及全球的阴谋。

　　在某个月的某一天，天空突然出现了异常的景象，一个庞大的黑洞不断扩大。与此同时，焦热的太阳经过漫长的裂变，突然向地球发射出毁灭性的光束，迅速摧毁了世界各地的大城市。下一个将被夷为平地的目标预示着整个地球即将面临毁灭的命运，白宫也无法幸免。这一系列可怕的迹象引发了全球范围内的恐慌，文明的象征金字塔、卢浮宫、泰姬陵等宏伟建筑也相继被炸毁，各国的标志性建筑物也被太阳的能量粒子迅速摧毁。高楼大厦轰然倒塌，人们的肌肤遭受高温灼伤，丧失了往日的健康与美丽。
　　面对这一危机，美国总统不得不联合各国领袖，紧急召开会议商讨解决方案。世界正陷入前所未有的恐慌中，人类的未来岌岌可危。然而，在这片末日的乌云之中，一群幸存者站了起来，他们是一群意志坚定的科学家。深知人类处境艰难，他们决心为了人类的生存，展开最后的反击。

　　身为博学派的领导人，珍宁（凯特·温丝莱特 Kate Winslet 饰）对分歧者翠丝（谢琳·伍德蕾 Shailene Woodley 饰）和老四（提奥·詹姆斯 Theo James 饰）展开了无情的追杀，翠丝的父母在追杀之中双双死去。
　　两人一路逃亡，并且不断的试图获取其他派系同仁的支援和结盟，想要扩大实力，推翻珍宁的残暴统治。让两人没有想到的是，曾经最一无是处的无派系阵营如今成为了革命的中坚力量，而反抗军的首领，竟然是老四失散多年的母亲伊芙琳（娜奥米·沃茨 Naomi Watts 饰）。然而，种种意外的发生令老四开始怀疑自己的母亲实际上另有打算，与此同时，翠丝亦发现了父母生前所隐藏的秘密。以这个秘密为诱饵，翠丝孤身一人来到了敌人大本营。

　　布朗博士（克里斯托弗•洛伊德 Christopher Lloyd 饰）总是有些稀奇古怪的发明。在一次试验他发明的时光机器时，他找来了忘年交高中生马丁（迈克尔•J•福克斯 Michael J. Fox 饰）。岂料实验过程中博士被歹徒杀害了，马丁慌乱中架着时光机逃跑，回到了30年前。
　　马丁遇到了30年前的父亲乔治（克利斯丁•格拉夫 Crispin Glover 饰）和母亲洛莲（莉•汤普森 Lea Thompson 饰）。马丁一边找寻30年前的布朗博士，好让自己回到未来；一边尽力撮合乔治和洛莲，以免自己在以后消失了。但乔治为人懦弱，马丁在撮合过程中弄巧成拙让洛莲爱上了自己。还有令人讨厌的贝夫从中作梗，令马丁恼怒不已。
　　马丁周旋在他的双亲之间，还要尽快找到博士，想办法回到未来……

　　天网拥有独立意识后，对创造它的人类展开血腥屠杀。此后的岁月，约翰·康纳（杰森·克拉科 Jason Clarke 饰）率领战友和天网的机器人大军进行着旷日持久的战争。在关键的一次战役过后，天网将终结者派往1984年的洛杉矶，企图杀害约翰的妈妈莎拉（艾米莉亚·克拉克 Emilia Clarke 饰）。而约翰则将自己最亲密的战友——同时也是他的生身父亲凯尔·里斯（杰·科特尼 Jai Courtney 饰）派往过去。凯尔刚刚抵达洛杉矶便遭到液态金属终结者T-1000（李秉宪 饰）的袭击。与此同时，“老爹”（阿诺·施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 饰）则与莎拉联手干掉了终结者T-800（阿诺·施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 饰）。
　　似乎过去的事情悄然改变，凯尔则从时间旅行中的遭遇得到灵感，与莎拉穿越来至2017年，尝试阻止天网的诞生……