二十世纪初，三名执行任务失败、遭东北军阀俘虏的吴大帅的飞行队将士姜城、花同瑞和上官羽破，被吴大帅的内卫局解救回到天津，内卫局分析三人中一名已经叛变，决定派刘璃调查上官羽破，刘璃遂对他进行了监控，上官都逐一应对，且在吴大帅的飞行队建设过程中，上官羽破始终表现突出。刘璃在调查上官羽破的过程中，逐渐产生了对他的爱情，上官羽破对刘璃也有好感，但上官羽破与女朋友墨纯相处多年，这段感情使上官羽破与刘璃都陷入纠结中。上官羽破逐渐接触了南方革命党的主张，内心形成了对反帝反封建的信念。内卫局渐渐把严查目标转向姜城、花同瑞，叛徒姜城终于被查处。1926年底，“北伐战争”接近成功，吴大帅手下的内卫局备受压力，上官羽破与琉璃子接受了南方革命党的主张，踏上了寻找打倒列强消灭军阀的道路

冷战初期，纽约律师詹姆斯·多诺万，为苏联情报员鲁道夫·阿贝尔辩护，当时美苏关系紧张，詹姆斯仍然秉持公平正义的原则，毫不偏私地为阿贝尔抗辩，阿尔贝欣赏他的正直，他也欣赏阿贝尔的忠诚，虽然最后输了官司，两人却建立起微妙的情谊。不久之后，美军U2高空侦察机在执行机密任务时，被苏联军方击落，詹姆斯受雇于中情局，代表美方与苏联谈判，试图在极其渺茫的机会中，与苏联交涉换囚条件，营救被劫持的美国飞行员。影片根据美国律师詹姆斯·多诺万真实经历改编。

漫画中的初代“惊奇女士”原名Carol Danvers，她曾经是一名美国空军情报局探员，暗恋惊奇先生。此后她得到了超能力，成为“惊奇女士”，在漫画中是非常典型的女性英雄人物。 她可以吸收并控制任意形态的能量，拥有众多超能力。《惊奇队长》将是漫威首部以女性超级英雄为主角的电影。

警探约翰•麦卡伦从纽约来到洛杉矶，见他分别已有半年之久的妻子霍莉。他被邀请参加在一栋大厦的30层举行的圣诞晚会。然而一群匪徒却打起了大厦金库中存有的六亿多元公债券的主意。他们封锁了大楼，将参加晚会的人扣作人质。麦卡伦侥幸逃脱，只身与匪徒们展开了激烈的斗争。

阿蓝（Jesse Eisenberg 配音）是一只世界上极其稀少的蓝色金刚鹦鹉，当他还是雏鸟时，便被可鄙的偷猎者从里约的热带丛林中掳到美国。阴差阳错，他变成了小女孩琳达的宠物，从此相伴多年，如今的阿蓝俨然一个养尊处优的宅男，甚至到忘记了如何飞行。某天，名叫图里奥（Rodrigo Santoro 配音）的鸟类学家经过琳达（Leslie Mann 配音）经营的书店，他被阿蓝所震惊，并希望能将阿蓝带回里约，与世上仅存的另外一只雌鸟繁衍后代。 虽然心怀不安，但是考虑到蓝色金刚鹦鹉的命运，琳达还是带着阿蓝来到里约。阿蓝顺利见到了美丽的同类茱儿（Anne Hathaway 配音）。茱儿则一心逃离樊笼，回归大自然。与此同时，一伙犯罪分子盯上了这群可爱的小生灵……