在围剿斯克鲁人的战斗中，克里人星际战队成员弗斯（布丽·拉尔森 Brie Larson 饰）不幸成为对方的俘虏。斯克鲁人尝试探究弗斯的记忆，最终发现连弗斯本人都不知道的一段往事，进而也得知名为温迪?劳森博士的女子掌握着他们急于得到的时空引擎。趁对方不备，拥有强大超能力的弗斯摆脱束缚，逃到了代号为C-53的地球，而这里也正是她那段失落的记忆的发生地。未过多久，神盾局探员弗瑞特工（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）找上门来，而紧随其后的斯克鲁人更是引发了地球人前所未见的大骚动。 　　在这一过程中，弗瑞特工意识到事态的严重性，并且帮助弗斯认清本来的自己。倔强的弗斯，终于找到了真正需要保护的东西……

凯斯特（尼古拉斯?凯奇 Nicolas Cage 饰）是一个恐怖分子，他本想杀死探员西恩（约翰?特拉沃塔 John Travolta 饰），却误杀了西恩的儿子，西恩更与凯斯特结下不共戴天之仇。在逮捕凯斯特归案之后，他以为可以划上句号，却得知凯斯特已经把一枚毒气炸弹投放在某个人群密集的角落。　　为了查出炸弹地点，西恩决定利用整形手术，将昏迷中的凯斯特的脸换在自己身上，去假扮凯斯特身份套出他弟弟说出真相。这件事属于FBI高度机密，只有寥寥几人知情。　　凯斯特醒来，此时他有着西恩的面相。于是他决定将计就计，将知情人杀掉之后，他就变成了西恩……

“毕德曼慧星”正朝着地球飞奔而来，给人类致命一击。当局紧急行动，研究出一个最佳方案——由宇航员坦纳（罗伯特·杜瓦尔 Robert Duvall饰）驾驶“弥赛号”飞船飞往慧星，把预先准备好的核弹放置到慧星上面引爆，以令它化成碎片或是改变轨道。坦纳英勇地完成了任务，却发现并没有取得预期效果。慧星碎成了一大一小两部分，向地球步步逼近。 　　当局迅速采取最后的行动，用“诺亚方舟”计划保住包括人类在内的一些地球物种。这是一个秘密的地下庇护所，只有少数的人可以在这里避开大劫难，等灾难散尽后方重建世界。较小的那部分慧星已经撞向地球，引发山崩地裂，一片世界末日的景象。而跟随其后的大慧星给地球带来的毁灭程度，将远远超乎人们想象，力挽狂澜的人类进入了倒数时刻。