渐渐习惯了现代生活的美国队长史蒂夫·罗杰斯（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰），在一次行动后隐隐嗅到神盾局内部所弥漫出来的凶险气味。而当得知神盾局正秘密进行的“洞察计划”后，他更为此感到愤怒。某天，神盾局指挥官尼克-法瑞（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）遭到一群武装分子袭击，他拼尽全力将一支U盘交到美国队长手中，这里面藏着该局二战以来最重要且最可怕的秘密。在此之后，美国队长因涉嫌杀害尼克而遭到前局长亚历山大·皮尔斯（罗伯特·雷德福/Robert Redford 饰）的通缉和追杀，逃亡中他得到黑寡妇（斯嘉丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰）和退伍老兵“猎鹰”（安东尼·麦凯 Anthony Mackie 饰）的帮助。

未来世界陷入外星人入侵的恐慌中，军事演说家凯奇少校（汤姆·克鲁斯 Tom Cruise 饰）畏惧上战场，他从没想过将军（布莱丹·格里森 Brendan Gleeson 饰）会让他去指挥即将开始的“诺曼底战役”，拒绝接受命令之后将军居然恶整了他，那就是把他当做逃兵扔进了军 营中。凯奇被归入了J小队中进行战斗，战役的第一天就惨死在战场，没想到这一死让他拥有了时空循环的能力，而唯一相信他的人就是被称为“全金属战士”的丽塔·沃拉塔斯基（艾米莉·布朗特 Emily Blunt 饰）。二人开始了时空循环作战，在训练凯奇的同时他们发现了控制时间的奥秘，这与外星人“主脑”欧米茄有关，但是唯一能取得胜利的方法就是让凯奇不断死去、不断重启时间。在不断重复登陆那天的战斗的同时，凯奇越来越不想失去丽塔……

未来世界陷入外星人入侵的恐慌中，军事演说家凯奇少校（汤姆·克鲁斯 Tom Cruise 饰）畏惧上战场，他从没想过将军（布莱丹·格里森 Brendan Gleeson 饰）会让他去指挥即将开始的“诺曼底战役”，拒绝接受命令之后将军居然恶整了他，那就是把他当做逃兵扔进了军 营中。凯奇被归入了J小队中进行战斗，战役的第一天就惨死在战场，没想到这一死让他拥有了时空循环的能力，而唯一相信他的人就是被称为“全金属战士”的丽塔·沃拉塔斯基（艾米莉·布朗特 Emily Blunt 饰）。二人开始了时空循环作战，在训练凯奇的同时他们发现了控制时间的奥秘，这与外星人“主脑”欧米茄有关，但是唯一能取得胜利的方法就是让凯奇不断死去、不断重启时间。在不断重复登陆那天的战斗的同时，凯奇越来越不想失去丽塔……

　　近未来某一年，地球爆发毁灭性极大的致命病毒，从而导致全球超过半数的人口死亡。一望无际的茫茫大海，似乎成为病毒无法涉足的神域，而汤姆·坎德勒船长（埃里克·迪恩 Eric Dane 饰）所统领的阿利·伯克级驱逐舰导弹驱逐舰“内森-詹姆斯”号，则成为天罚过后漫无目的漂流并等待 赦免的诺亚方舟。为了保存有生力量，同时确保船上的两名滤过性病原体学者研制出抗毒解药，坎德勒船长违抗了美国临时政府的召唤，带着船员踏上漫漫征途。然而一路上凶险倍至，为了补给和疫苗，他们不得不停靠港口和陆地，除此之外更有他国的船舰试图抢夺解药。更可怕的是，绝望和恐慌也在船员间蔓延。看不到未来的旅程，何日才是尽头……
　　本片根据同名小说改编。

近未来某一年，地球爆发毁灭性极大的致命病毒，从而导致全球超过半数的人口死亡。一望无际的茫茫大海，似乎成为病毒无法涉足的神域，而汤姆·坎德勒船长（埃里克·迪恩 Eric Dane 饰）所统领的阿利·伯克级驱逐舰导弹驱逐舰“内森-詹姆斯”号，则成为天罚过后漫无目的漂流并等待 赦免的诺亚方舟。为了保存有生力量，同时确保船上的两名滤过性病原体学者研制出抗毒解药，坎德勒船长违抗了美国临时政府的召唤，带着船员踏上漫漫征途。然而一路上凶险倍至，为了补给和疫苗，他们不得不停靠港口和陆地，除此之外更有他国的船舰试图抢夺解药。更可怕的是，绝望和恐慌也在船员间蔓延。看不到未来的旅程，何日才是尽头……