十八世纪末期的纽约，警察们还延用古老的办案方式，对罪犯刑讯逼供，年青的警察伊卡布·克瑞恩（约翰尼·戴普 饰）笃信科学的办案方式，因此受到市内同行的排挤，被派到一个叫断头谷的小镇办理一起连环凶杀案。
断头谷一直流传着关于“无头骑士”的传说，据说，他是因为嗜血而战的黑森林雇佣军，被敌人割去头颅后，他的孤魂一直在断头谷游荡，在月黑风高之夜，他会骑着快马、 拿着大斧将经过此地的行人的头颅割下。两个月内，小镇中已经三个人惨遭毒手。
克瑞恩住进了当地富豪范塔索（迈克尔·甘伯恩 饰）家中，他对“无头骑士”的传说不以为然，但是，又有人接二连三的死去，他还亲眼目睹了“无头骑士”砍掉小镇治安官的头颅，他不得不相信传说的存在，也坚定了要查出真相的决心。
经过一番调查，克瑞恩将疑点放在了范塔索身上，同时，他和范塔索的女儿卡翠娜（克里斯蒂娜·里奇 饰）刚刚萌芽的爱情也被残酷的现实所摧毁。
就在克瑞恩以为一切真相大白，黯然神伤中准备离开断头谷时，事情发生了意想不到的变化……

19世纪末，英国伦敦的上空阴云密布。探险家马尔科姆·穆雷爵士（提摩西·道尔顿 Timothy Dalton 饰）与美丽的灵媒温妮莎·艾芙斯（伊娃·格林 Eva Green 饰）四处寻找他的女儿米娜，在与一群不明生物交手的过程中，似乎窥探到来自两千年前古埃及的秘密。天才外科医生维克多·弗兰肯斯坦（哈里·崔德威 Harry Treadaway 饰）用尸块创造了科学怪人，他体验到造物主的乐趣时，也被过去的阴影束缚。四处寻回表演的美国落魄公子哥伊森·钱德勒（乔什·哈奈特 Josh Hartnett 饰）曾因出色的枪法受雇于温妮莎，匪夷所思的经历让他盘桓伦敦，难以逃遁，在此期间他和苦命女子*比莉•派佩 Billie Piper 饰）坠入爱河。
这些人因各种原因走到一起，共同面对永世无法摆脱的噩梦……

杰克（阿萨·巴特菲尔德 Asa Butterfield 饰）的爷爷自杰克还小的时候，就会常说床边故事给他听，故事中有许多拥有特殊能力的小孩。爷爷神秘死亡后，留下了关于这个属于另一个时空世界种种谜团的线索，杰克循着这些线索，进入了这个神秘的世界，发现这群奇怪的孩子真实存在，他们住在这里是为了躲避可怕的变异怪兽。随着杰克的到来，危险也同时抵达，杰克需要与这群孩子一起，抵御黑暗力量。