故事发生在1961年的德国，刚刚退伍的军人埃米尔（丹尼斯·莫因DennisMojen饰）来到了位于巴伯斯贝格的DEFA电影公司，他的哥哥亚历山大（肯·杜肯KenDuken饰）在这里为弟弟谋得了一份差事，很显然，一个埃米尔闻所未闻的新世界即将在他的眼前展开。在一次群演任务中，埃米尔认识了名叫米露（艾米丽亚·舒勒EmiliaSchüle饰）的女孩，米露是当红女星碧翠丝（艾莲娜·萨尔瓦·冈萨雷斯EllenieSalvoGonzález饰）的舞蹈替身。米露优美的舞姿和温柔的个性很快就令埃米尔坠入了情网，在一连串火热的攻势之后，米露总算答应同埃米尔共进晚餐。可是，米露第二天就要回法国了，埃米尔决定在自己的爱人离开之前，送给她一份惊喜。

21世纪初，一场瘟疫夺去了99%的人类生命，幸存者们依靠科学家古德查德的发明，建造孤城布瑞拉格维系文明。时间过去四百年后，部分市民不满古德查德政权独裁统治与持续发生的失踪案，组建武装力量魔力党（Monicans）对抗。女战士伊恩（查理兹·塞隆CharlizeTheron饰）是魔力党中实力顶尖的人物，在完成破坏古德查德监控系统的任务中，伊恩目睹了被对方杀害的亲妹遗体，伊恩在怒火添胸时得到了刺杀古德查德首脑特雷弗的指令，但当她与特雷弗面对面时，对方呼唤“凯瑟琳”这个名字让她陷入混乱的记忆无法行动。伊恩脱身后着手调查这座城市的真相，发现一直以来的失踪案与克隆计划息息相关，而布瑞拉格运行的基础便是复制人类。伊恩的发现很快引起连锁反应，将各方势力卷入其中……