戴安娜（盖尔·加朵 Gal Gadot 饰）是女王希波吕忒（康妮·尼尔森 Connie Nielsen 饰）的女儿，自幼生活在天堂岛上。巨大的屏障将这座岛屿同外界的纷纷扰扰隔开犹如一个世外桃源，而岛上生活着的亦都是女性。在女武官安提奥普（罗宾·莱特 Robin Wright 饰）的教导之下，戴安娜习得了高强的武艺，而她的体内，似乎隐藏着某种强大的未知力量。
一场意外中，一位名为史蒂夫（克里斯·派恩 Chris Pine 饰）的男子来到了岛上，从他口中，戴安娜得知外面的世界正在经历战争的磨难，而造成这一切的罪魁祸首，是战神阿瑞斯（大卫·休里斯 David Thewlis 饰）。为了拯救人类于水火之中，戴安娜依然拿起了长剑与盾牌，发誓要彻底摧毁阿瑞斯的阴谋。

彼得帕克（汤姆·赫兰德 Tom Holland 饰）在内战后受到了钢铁侠托尼斯塔克（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）的赏识，表面上，彼得进入托尼的公司成为了一名实习生，实际上，他和复仇者联盟的成员们一起接受了各种各样的训练。托尼虽然欣赏彼得的勇敢和正直，却并不认为他目前已经拥有加入复联的实力，他派出了特工哈皮（乔恩·费儒 Jon Favreau 饰）暗中观察，这让十分想证明自己的彼得感到万分焦躁。
在对付两个银行劫匪的过程中，彼得发现劫匪们使用的是一种前所未见的新型武器，他孤身一人深入敌后顺藤摸瓜找到了幕后主使秃鹰（迈克尔·基顿 Michael Keaton 饰），让他彼得没有想到的是，秃鹰竟然是他爱慕的女生利兹（劳拉·海瑞尔 Laura Harrier 饰）的父亲。

超人离去，举世陷入哀悼之中。可是世界并未就此和平，恶势力蠢蠢欲动，犯罪气焰重新抬头。更为糟糕的是，来自远古的可怕威胁正渐渐逼近。在很久很久以前，亚特兰蒂斯人、亚马逊人和神族联合对抗邪恶的荒原狼。历经艰苦的斗争，荒原狼最终战败，被迫流放，而他留在地球上的三个盒子则分别由亚特兰蒂斯人、亚马逊人和普通人类看管。如今荒原狼卷土重来，地球被邪恶的阴影笼罩。值此危急关头，神奇女侠戴安娜（盖尔·加朵 Gal Gadot 饰）、蝙蝠侠布鲁斯·韦恩（本·阿弗莱克 Ben Affleck 饰）、海王（杰森·莫玛 Jason Momoa 饰）、闪电侠（埃兹拉·米勒 Ezra Miller 饰）、钢骨维克多·斯通（雷·费舍尔 Ray Fisher 饰）等五名正义战士走到一起。
他们结成正义联盟，与荒原狼大军展开殊死之战……

最先与灭霸军团遭遇的雷神索尔一行遭遇惨烈打击，洛基遇害，空间宝石落入灭霸之手。未几，灭霸的先锋部队杀至地球，一番缠斗后掳走奇异博士。为阻止时间宝石落入敌手，斯塔克和蜘蛛侠闯入了敌人的飞船。与此同时，拥有心灵宝石的幻视也遭到外星侵略者的袭击，为此美国队长、黑寡妇等人将其带到瓦坎达王国，向黑豹求助。幸免于难的索尔与星爵一行相逢，随后他们兵分两路。索尔与火箭、格鲁特踏上再铸雷神之锤的旅程，星爵则与卡魔拉等人试图阻止灭霸的恶行。而知晓灵魂宝石下落的卡魔拉，同样是其义父灭霸追踪的对象。
攸关整个宇宙命运的史诗战役全面展开，超级英雄们为了平凡而自由的生命奋不顾身……

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……