ThetragicandcontroversialstoryofCameronToddWillingham,whowasexecutedinTexasforkillinghisthreechildrenafterscientificevidenceandexperttestimonythatbolsteredhisclaimsofinnocenceweresuppressed.

俄罗斯黑帮头目伊琳娜（凯特·温丝莱特KateWinslet饰）唆使一批腐败的警察进行了一起完美的银行抢劫行动，由于几人均身处警界内部，反侦察能力极强，因此想要查出案件的真相几乎是不可能的事情。然而，几人并不知道的是，真正的威胁并非来自警方的调查，而是有人正在虎视眈眈的盯着他们所得到的巨额报酬。此役之后，伊琳娜野心不减，殊不知几名警察在巨大的压力之下早已经矛盾重重，濒临崩溃的边缘。其中之一马库斯（安东尼·麦凯AnthonyMackie饰）不仅要面对内心的挣扎，还要应付那个初出茅庐正义感爆棚的菜鸟搭档克里斯（卡西·阿弗莱克CaseyAffleck饰），敏锐的克里斯似乎已经开始察觉自己身边正在发生的事情。

天才少年理查德（迈尔斯·特勒MilesTeller饰）凭借物体传送装置的发明得到正研究量子门的富兰克林•斯通的赏识，他将理查德招至麾下，通过和维克多（托比·凯贝尔TobyKebbell饰）、约翰尼（迈克尔·B·乔丹MichaelB.Jordan饰）、苏珊（凯特·玛拉KateMara饰）等才华横溢的青年们的通力合作，量子门的研究终于取得突破性进展。不久之后，不甘成果被政府攫取的年轻人们叫上理查德的朋友本（杰米·贝尔JamieBell饰），偷偷潜入那个未知的世界探险，谁知却被神秘的能量所感染。在此之后，他们拥有了身体伸缩、控制火焰、岩石化以及隐形等能力。为了能过回复从前的样子，年轻人们再次走向量子门，而对面的世界还有一个当初被丢下的同伴等待着他们……