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 Brie Larson 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 Samuel L. Jackson 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。
在高华大学变异的经历总在重演，关于军方通缉的亦围绕在脑海，科学家Bruce Banner（爱德华·诺顿 Edward Norton 饰）就在这样的梦魇下在巴西一边控制着体内的伽马辐射带来的异常，一边努力和纽约的蓝先生寻求解决办法。
在汽水生产厂房的他一日不小心割伤手指，让血滴入了汽水瓶，远销到美国的这瓶汽水暴露了他的行踪。美国军方穷尽能力追捕他，还找来求胜心切的英国霹雳将军Emil Blonsky（蒂姆·罗斯 Tim Roth 饰）。被逼到绝路的Bruce变身为绿巨人，Emil和其他军人都大吃一惊。为了亲
经历了紧张刺激的伦敦大战，多米尼克·托雷托（范·迪塞尔 Vin Diesel 饰）和他的伙伴们重新回归平静的生活，但是江湖的恩恩怨怨却决不允许他们轻易抽身而去。棘手的死对头欧文·肖瘫在医院，不得动弹，他的哥哥戴克·肖（杰森·斯坦森 Jason Stantham 饰）则发誓要为弟弟复仇。戴克曾是英国特种部队的王牌杀手，不仅身怀绝技，而且心狠手辣。他干掉了远在东京的韩，还几乎把探长卢克·霍布斯（道恩·强森 Dwayne Johnson 饰）送到另一个世界，甚至多米尼克那世外桃源般的家也被对方炸毁。
