一声响指，宇宙间半数生命灰飞烟80s电影。几近绝望的复仇者们在惊奇队长（布丽·拉尔森 Brie Larson 饰）的帮助下找到灭霸（乔什·布洛林 Josh Brolin 饰）归隐之处，却得知六颗无限宝石均被销毁，希望彻底破灭。如是过了五年，迷失在量子领域的蚁人（保罗·路德 Paul Rudd 饰）意外回到现实世界，他的出现为幸存的复仇者们点燃了希望。与美国队长（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰）冰释前嫌的托尼（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）找到了穿越时空的方法，星散各地的超级英雄再度集结，他们分别穿越不同的时代去搜集无限宝石。而在这一过程中，平行宇宙的灭霸察觉了他们的计划。
战斗中负伤而下身瘫痪的前海军战士杰克·萨利（萨姆·沃辛顿 Sam Worthington 饰）决定替死去的同胞哥哥来到潘多拉星操纵格蕾丝博士（西格妮·韦弗 Sigourney Weaver 饰）用人类基因与当地纳美部族基因结合创造出的 “阿凡达” 混血生。杰克的目的是打入纳美部落，外交说服他们自愿离开世代居住的家园，从而SecFor公司可砍伐殆尽该地区的原始森林，开采地下昂贵的“不可得”矿。在探索潘多拉星的过程中，杰克遇到了纳美部落的公主娜蒂瑞（佐伊·索尔达娜 Zoe Saldana 饰），向她学习了纳美人的生存技能与对待自然的态度。与此同时，SecFor公司的经理和军方代表上校迈尔斯（史蒂芬·朗 Stephen Lang 饰）逐渐丧失耐心，决定诉诸武力驱赶纳美人……
为了应对911之后日益猖獗的恐怖主义，美国总统亨利·阿什顿（威廉·赫特 William Hurt 饰）与西方各国以及阿拉伯国家首脑相约西班牙的萨拉曼卡，将在此缔结全新的反恐同。是日阳光明媚，广场人头攒动，不同社会背景之人齐齐聚集，嘈杂万分。阿什顿总统的车队在一片欢呼和反对声中到来，六个月前为保护总统而遭到枪击的资深探员托马斯·巴恩斯（丹尼斯·奎德 Dennis Quaid 饰）冲在最前方，警觉地监视着来自周遭一切可疑之人。谁知，当总统正准备发表演说时，两发子弹击中了他。广场顿时大乱，有人仓皇而逃，有人冲向主席台，有人则趁乱制造祸端。随之而来的爆炸将这美好的一日彻底毁灭。