迈克（杰西·艾森伯格JesseEisenberg饰）是一名彻彻底底的宅男，长这么大，他一步都不曾踏出过他生活的小镇之外。平日里，迈克在超市当收银员，闲暇时光中，他喜欢画漫画，然而麦克甚至自己所创造的角色和故事永远都不会有被大众知晓的那一天。菲比（克里斯汀·斯图尔特KristenStewart饰）是迈克的女友，迈克最大的心愿，就是能够克服内心的恐惧，带菲比去夏威夷度假。让迈克怎么也想不明白的是，如此平凡的自己的身边，为何会忽然出现一波又一波想要夺走自己性命的变种人特工。然而，当事态的恶化牵连到了整个小镇以及菲比的安全之时，隐藏在迈克体内的力量爆发，他摇身一变，成为了凶残无情的杀人机器。

尼基（威尔·史密斯WillSmith饰）是一位经验非常丰富的诈骗犯，和他搭档的是名叫杰斯（玛歌特·罗比MargotRobbie饰）的女扒手，两人在专业知识上互通有无，彼此之间结下了深厚的友谊。当他们之间的感情逐渐突破了单纯和合作关系后，尼基为了保全自己的事业，毅然决然的甩掉了杰斯。一晃眼多年过去，尼基和杰斯在布宜诺斯艾利斯重逢了。原来，杰斯在尼基离开她之后并没有一蹶不振，而是在行当里不断的精进打磨，时至今日，她已经是一位技巧非常高超的女飞贼了。尼基原本的精心策划的行骗计划，因为杰斯的出现而变得险象环生。

飓风后的奥尔良，全城陷入瘫痪。当地的监狱中，所有狱警和囚犯已全部撤离，却有一个囚徒被遗忘在这里。警官特伦斯•麦克多纳（尼古拉斯•凯奇NicolasCage饰）和同事巡查牢房时发现了他，特伦斯出手相助。这个英勇举动使他晋升为中尉，但他的脊柱也受到严重损伤，从此只能靠药物缓解疼痛。不断加剧的疼痛令各种药物失去效力，特伦斯在这一过程中饱受折磨，他不得以求助毒品，身体和经济状况都接近崩溃边缘，脾气也越来越糟。一个英雄警察逐渐堕落。不久，城内发生一起灭门惨案，大毒枭达费特具有重大嫌疑。特伦斯受命调查此案，在这一过程中，他泯灭已久的良知逐渐复苏……本片荣获2009年威尼斯电影节ChristopherD.SmithersFoundation特别奖。

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……