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 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 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……

拥有不死之身的死侍韦德·威尔森（瑞恩·雷诺兹 Ryan Reynolds 饰）继续在惩恶扬善、毒舌嘴贱的路上绝命狂奔，与此同时他和女友瓦内莎（莫蕾娜·巴卡林 Morena Baccarin 饰）的爱情逐渐升华，两人全新期待新生命的到来。谁知命运难测，因瓦内莎意外身亡，韦德万念俱灰，绝望地渴求生命的终结。在他最失落的时候，钢力士和少年弹头等将他领走，成为X战警中的一员。在某次行动中，死侍因袒护暴走的14岁变种人拉塞尔（朱利安·迪尼森 Julian Dennison 饰）而随同对方被关入冰盒监狱。没过多久，来自未来的电索（乔什·布洛林 Josh Brolin 饰）闯入监狱，意图杀死在未来引起无数灾难的拉塞尔。
为了阻止电索，逃离监狱的死侍找到一群战友与之对抗，而拉塞尔则朝着黑暗渐渐远去……

当HYDRA的秘密不再是秘密之后，该剧便可以全力在这方面展开剧情了。在第二季中，新任神盾局局长Coulson和他的团队成了「通缉犯」，HYDRA组织仍在追杀他们，而且能够调动的资源已经非常有限，但那不会阻止他们继续「为世界的和平与安全而战」——毕竟已知的和未知...

律师马特（本•阿弗莱克 Ben Affleck 饰）在数年前为了救一命险些被货车撞倒的老人时，意外接触了一种放射性物质，这使得他双目失明，不过马特的其他器官却因此变得比常人灵敏百倍，即使不靠双眼，他也能洞悉身边发生的一切。马特有一名漂亮的女友，希腊大使的养女伊莱莎（珍妮弗•加纳 Jennifer Garner 饰），两人过着甜蜜的日子。一次，马特的父亲不幸受到歹徒加害而罹难了，马特伤心之余，决定靠自己的力量去讨回公道。于是，这个罪恶的城市里多了一个与罪恶交锋的勇士——夜魔侠。然而，由于黑暗已经笼罩了整个城市，马特在挑战黑暗势力时，内心也经历着黑暗的冲击。

在与红骷髅的殊死决斗后，美国队长（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰）驾驶着失控的飞机坠毁在茫茫冰原之上。最后的关头，他向佩吉·卡特（海莉·阿特维尔 Hayley Atwell 饰）告别，彼此生死相别。一年后，佩吉被安排在清冷的部门，完全不受重用。虽然她向上司自荐，怎奈对方完全不拿她当回事儿。某天晚上，佩吉被留在办公室加班，这时电话响起，对方说已经锁定十二宫的位置，对方携带杀伤力强大的武器，请求特工局派出探员支持。佩吉没有报告上司，而是独自一人前往目的地。
夜幕之下，这位果敢女子勇闯虎穴……

位于加拿大的深山老林，背负着永生之苦的“金刚狼”罗根（休·杰克曼 Hugh Jackman 饰）隐居于此。在一次与猎人的冲突中，他得到东瀛女子雪生（福岛莉拉 饰）的帮助。雪生是罗根二战期间的旧相识矢志田派来的下属，似乎不久于人世的老友渴望死去之间再见罗根一面。跨越重洋的罗根终于见到在虚弱的矢志田，对方希望他能够保护自己的孙女真理子（冈本多绪 饰）。随着老人谢世，葬礼上突然战火点燃。罗根在雪生的帮助下拼死救出真理子，而矢志田的儿子信玄（真田广之 饰）似乎另有所图。逃亡途中，罗根意外发现他丧失了自愈的能力，金刚狼最大的危机降临……
本片根据弗兰克·米勒（Frank Miller）的原著漫画改编。