米娅（艾玛·斯通 Emma Stone 饰）渴望成为一名演员，但至今她仍旧只是片场咖啡厅里的一名平凡的咖啡师，尽管不停的参加着大大小小的试镜，但米娅收获的只有失败。某日，在一场派对之中，米娅邂逅了名为塞巴斯汀（瑞恩·高斯林 Ryan Gosling 饰）的男子，起初两人之间产生了小小的矛盾，但很快，米娅便被塞巴斯汀身上闪耀的才华以及他对爵士乐的纯粹追求所吸引，最终两人走到了一起。 在塞巴斯汀的鼓励下，米娅辞掉了咖啡厅的工作，专心为自己写起了剧本，与此同时，塞巴斯汀为了获得一份稳定的收入，加入了一支流行爵士乐队，开始演奏自己并不喜欢的现代爵士乐，没想到一炮而红。随着时间的推移，努力追求梦想的两人，彼此之间的距离却越来越远，在理想和感情之间，他们必须做出选择。

本（弗雷德里克·劳 Frederick Lau 饰）和大卫（大卫·史崔梭德 Devid Striesow 饰）是情同手足的兄弟，两人和母亲过着相依为命的生活。和普通人不一样，大卫虽然表面上是一位22岁的青年，可是他的心智却如同三岁小孩。这么多年来，本和大卫之间的感情非常的要好，在生活的方方面面，大卫都得到了本的精心照拂，如果没有本，大卫可能会过上和现在有着天壤之别的生活。 一场意外中，两兄弟的母亲过世了。按照法律条款，大卫要被送到福利所，他在那里的日子可想而知，于是，本带着大卫踏上了旅途，他们的目的只有一个，那就是寻找他们失踪多年的亲生父亲。

冷战初期，纽约律师詹姆斯·多诺万，为苏联情报员鲁道夫·阿贝尔辩护，当时美苏关系紧张，詹姆斯仍然秉持公平正义的原则，毫不偏私地为阿贝尔抗辩，阿尔贝欣赏他的正直，他也欣赏阿贝尔的忠诚，虽然最后输了官司，两人却建立起微妙的情谊。不久之后，美军U2高空侦察机在执行机密任务时，被苏联军方击落，詹姆斯受雇于中情局，代表美方与苏联谈判，试图在极其渺茫的机会中，与苏联交涉换囚条件，营救被劫持的美国飞行员。影片根据美国律师詹姆斯·多诺万真实经历改编。

影片剧情围绕X战警中最受欢迎成员之一的琴·葛蕾展开，讲述她逐渐转化为黑凤凰的故事。在一次危及生命的太空营救行动中，琴被神秘的宇宙力量击中，成为最强大的变种人。此后琴·葛蕾不仅要设法掌控日益增长、极不稳定的力量，更要与自己内心的恶魔抗争，她的失控让整个X战警大家庭分崩离析，也让整个星球陷入毁灭的威胁之中……

漫画中的初代“惊奇女士”原名Carol Danvers，她曾经是一名美国空军情报局探员，暗恋惊奇先生。此后她得到了超能力，成为“惊奇女士”，在漫画中是非常典型的女性英雄人物。 她可以吸收并控制任意形态的能量，拥有众多超能力。《惊奇队长》将是漫威首部以女性超级英雄为主角的电影。