“驚奇隊長”卡羅爾·丹弗斯（布麗·拉爾森 Brie Larson 飾）從殘暴的克里人手中奪回了屬于自己的身份，也對至高智慧完成了復仇。然而，意想不到的后果出現了。面對動蕩脆弱的宇宙，她毅然決然地自告奮勇。執行使命時，她來到一個神秘的特殊蟲洞。在這里，她與另外兩位女英雄發生了能力糾纏——一名是來自澤西市、驚奇隊長的超級粉絲“驚奇少女”卡瑪拉·克汗（伊曼·韋拉尼 Iman Vellani 飾），另一名是曾與卡羅爾親密無間的小侄女、如今長大在天劍局（S.A.B.E.R.）擔任宇航員的莫妮卡·蘭博隊長（泰柔娜·派麗絲 Teyonah Parris 飾）。看似不搭界的三人必須齊心合力，以“驚奇聯盟”的身份拯救宇宙。