漸漸習(xí)慣了現(xiàn)代生活的美國隊長史蒂夫·羅杰斯（克里斯·埃文斯 Chris Evans 飾），在一次行動后隱隱嗅到神盾局內(nèi)部所彌漫出來的陰險氣味。而當?shù)弥穸芫终孛苓M行的“洞察計劃”后，他更為此感到憤怒。某天，神盾局指揮官尼克-法瑞（塞繆爾·杰克遜 Samuel L. Jackson 飾）遭到一群武裝份子襲擊，他拼盡全力將一支U盤交到美國隊長手中，這里面藏著該局二戰(zhàn)以來最重要且最恐怖的秘密。在此以后，美國隊長因涉嫌殺害尼克而遭到前局長亞歷山大·皮爾斯（羅伯特·雷德福 /Robert Redford 飾）的通緝和追殺，逃亡中他得到黑孀婦（斯嘉麗·約翰遜 Scarlett Johansson 飾）和退伍老兵“獵鷹”（安東尼·麥凱 Anthony Mackie 飾）的幫助。他們必須分秒必爭解開神盾局的秘密，阻止“洞察計劃”的施行……