卡罗尔·丹弗斯（惊奇队长）从残暴的克里人手中夺回了属于自己的身份，也对至高智慧完成了复仇。然而，意想不到的后果出现了。面对动荡脆弱的宇宙，她毅然决然地挺身而出。执行任务时，她来到一个神秘的特殊虫洞。在这里，她与另外两位女英雄产生了能力纠缠——一位是来自泽西市、惊奇队长的超级粉丝卡玛拉·克汗（惊奇少女），另一位是曾与卡罗尔亲密无间的小侄女、如今长大在天剑局（S.A.B.E.R.）担任宇航员的莫妮卡·兰博队长。看似不搭界的三人必须齐心协力，以“惊奇联盟”的身份拯救宇宙。

故事聚焦在《复仇者联盟4：终局之战》中，另一时空拿走空间宝石（Space Stone）的洛基，描述他作为一名恶作剧之神和变形者的身份，现身在人类历史中的多个时期，影响着历史事件。