21世纪末，人类的科技水平已高度发达，克隆人技术和宇宙航行早已实现，不再是梦想。与此同时，许多科学家仍孜孜不倦追索着人类起源的秘密与真相。通过对许多古老文明的考察与对比，科学家伊丽莎白·肖（Noomi Rapace 饰）和查理·赫洛维（Logan Marshall-Green 饰）发现，人类可能是来自一个遥远星系的外星人创造的。在Weyland公司资助下，他们乘坐维克丝（查理兹·塞隆 Charlize Theron 饰）所掌管的宇宙飞船普罗米修斯号前往那颗未知的星球。
经过对当地的考察，地球人的设想成功得到印证。可是他们贸然探查“神的秘密”的行为，也将自己引入万劫不复的深渊……

月球最高监狱，穷凶极恶的伯格罗多星人鲍里斯（杰梅奈·克莱门特 Jemaine Clement 饰）越狱逃亡。他在1969年犯下邪恶罪行，最终被年轻的K（乔什·布洛林 Josh Brolin 饰） 砍掉一只手臂，送入监狱。此次他逃脱的目的，就是穿越时空杀死K。与此同时，J （威尔·史密斯 Will Smith 饰）和K（汤米·李·琼斯 Tommy Lee Jones 饰）一如既往处理各种外星人引起的混乱，因对鲍里斯的案件三缄其口，两个好搭档心生隔阂。
崭新的一天，J发现K消失不见，周围更几乎没人知道K这个人。此时的K已在40年前被鲍里斯杀死，他所建立的A网也不复存在。在这危急时刻，伯格罗多星人大举入侵地球。为了保护家园，J必须穿越时空再次改变历史……