故事发生于《复仇者联盟4：终局之战》之后，“蚁人”斯科特·朗（保罗·路德 饰）和“黄蜂女”霍普·凡·戴恩（伊万杰琳·莉莉 饰）成了拯救世界的英雄人物，皮姆博士与久违归来的珍妮特也享受着平静的半退休生活，然而因为意外他们和斯科特的女儿凯茜（凯瑟琳·纽顿 饰）一起误入量子领域，在这个充满危险的未知世界遭遇了漫威电影宇宙最强反派——征服者康（乔纳森·梅杰斯 饰），开始了一场超越他们想象极限的冒险。

随着战争阴云笼罩世界上空，各国紧锣密鼓抓紧军事竞赛。为了抢占先机，美国陆军中将莱斯利·格罗夫斯（马特·达蒙 饰）找到量子力学与核物理学领域的扛鼎人物 J·罗伯特·奥本海默（基里安·墨菲 饰），力荐其担任曼哈顿计划的首席科学家以及洛斯阿拉莫斯国家实验室的总负责人。经过两年争分夺秒的研发，硕大的蘑菇云终于在荒原的上空腾起，也宣告着绞肉机一般的二战即将落下帷幕。奥本海默犹如将火种带到人间的普罗米修斯，可是对人性的参悟和对未来的担忧迫使他走向与政府相悖的道路。更可悲的是，凡人钟情的物欲也将一世天才裹挟至炼狱之中，永世燃烧……

前工程师斯科特（保罗·路德 Paul Rudd 饰）由于劫富济贫进了监狱，出狱后的他为了争取看望女儿的权利又走上了盗窃之路。没想到一次意外的偷盗事件让他成为了新一代“蚁人”，老蚁人汉克.皮姆博士（迈克尔·道格拉斯 Michael Douglas 饰）成为了他的导师，可皮姆博士的女儿霍普（伊万杰琳·莉莉 Evangeline Lilly 饰）却并不看好他。但是危机迫在眉睫，为了对付强大的敌人拯救世界，斯科特不得不叫来自己的一帮狐朋狗友帮助自己完成一个不可能完成的任务。而取得任务的成功也是斯科特挽回女儿的关键，屌丝能否逆袭就看最后一击。

影片聚焦臭名昭著的波士顿扼杀者谋杀案：1962年到1964年，13名单身女性在公寓被袭击、性侵、勒死，警方经调查锁定嫌犯Albert DeSalvo，后者认罪被判终身监禁，之后在监狱被人杀死。此案存在诸多疑点，真正的连环杀手和杀害DeSalvo之人至今仍是谜。影片背景设置在1960年代，讲述首位揭露扼杀犯事件的记者洛蕾塔·麦克劳克林的故事，她和同事珍·科尔一起挑战60年代初的性别歧视，报道了波士顿最臭名昭著的连环杀手，并为了让女性了解情况而不懈努力。

故事发生在大断电30年后。复制人K（瑞恩·高斯林 Ryan Gosling 饰）是新一代的银翼杀手，在如今的世界里，人类和复制人之间的界限划分的更加明确，复制人从刚一制造出来就被灌输了服务于人类的思想，绝对不被允许产生人类的感情。 某日，一具女性复制人的遗骨被挖掘了出来，令陆军中尉乔伊（罗宾·怀特 Robin Wright 饰）感到震惊的是，这名女性复制人生前不仅怀过孕，还将孩子生了下来，这个孩子的存在将会彻底破坏政府苦心经营的规则和秩序。乔伊命令K找出这个孩子，并将他杀死。在一间废弃的农场里，K发现了一些线索，然而，这些线索竟然和他被植入的过去的记忆有着千丝万缕的关联。与此同时，复制人尼安德（杰瑞德·莱托 Jared Leto 饰）和他的手下拉芙（西尔维娅·侯克斯 Sylvia Hoeks 饰）也在寻找着这个孩子的下落。