一个宇宙空间站被改造成了监狱。这是一个充满了暴力和黑暗的地方，没有人能逃出来，也没有人知道它在哪。一天被关押在监狱中的囚犯占领了空间站并将其携带的导弹瞄准了莫斯科，而唯一能阻止他们的只有一个航天飞机驾驶员和一个新上任不久的医生，但他们意外获得了一位CIA特工（斯科特阿金斯饰演）的协助。

米奇（迪伦•奥布莱恩DylanO’Brien饰）本是一位非常普通的美国青年，成长在一个幸福的家庭之中，有一个甜蜜交往的女友。然而，一场意外夺走了米奇父母的生命，让他沦为孤儿，米奇的女友也在恐怖袭击中丧生，几乎是在霎时之间，米奇失去了他生命里所有重要的人。中情局副主管艾琳（桑娜•莱瑟SanaaLathan饰）同情于米奇的惨痛遭遇，决定给他一次报仇的机会，于是将他招募进了一个行动小组，负责训练米奇的小组组长是冷战时期的战斗经营斯坦（迈克尔•基顿MichaelKeaton饰）。很快，斯坦发现了米奇身上异于常人的惊人天赋，而他们共同要面对的，是一个有可能将会导致第三次世界大战的惊天阴谋。

斯特兰奇博士（本尼迪克特·康伯巴奇BenedictCumberbatch饰）是一名外科手术医生，他拥有着高超的智商和精湛的技艺，是医院乃至整个医学界的传奇人物。某一日，斯特兰奇博士遭遇了一场可怕的车祸，尽管保住了双手，但这双手伤痕累累不住颤抖，这也就意味着，他再也不能拿起手术刀，站在无影灯下了。斯特兰奇博士的生活就此失去了意义陷入了绝望之中，他决定远赴尼泊尔，寻找传说中能够治愈他双手的神秘力量。在尼泊尔，风尘仆仆的斯特兰奇博士拜入了神秘的古一法师（蒂尔达·斯文顿TildaSwinton饰）门下，成为了其弟子，与此同时，古一法师曾经的弟子卡西利亚斯（麦斯·米科尔森饰）亦在虎视眈眈，企图完成他获得永生的大业。

见证无数奇观的印第安纳·琼斯（哈里森·福特HarrisonFord饰），将探寻毕生追求的宝物，与新老搭档一起，直面命运终章。