O adolescente Gardner Elliot (Asa Butterfield) é o primeiro humano nascido em solo marciano. Mas ele deseja fazer uma viagem à Terra para conhecer a verdade sobre seu pai biológico, e sobre seu nascimento. Nesta jornada, ele tem o apoio de Tulsa (Britt Robertson).
Após escapar do labirinto, Thomas (Dylan O'Brien) e os garotos que o acompanharam em sua fuga da Clareira precisam agora lidar com uma realidade bem diferente: a superfície da Terra foi queimada pelo sol e eles precisam lidar com criaturas disformes chamadas Cranks, que desejam devorá-los vivos.
Loki, o irmão de Thor, ganha acesso ao poder ilimitado do cubo cósmico ao roubá-lo de dentro das instalações da S.H.I.E.L.D. Nick Fury, o diretor desta agência internacional que mantém a paz, logo reúne os únicos super-heróis que serão capazes de defender a Terra de ameaças sem precedentes. Homem de Ferro, Capitão América, Hulk, Thor, Viúva Negra e Gavião Arqueiro formam o time dos sonhos de Fury, mas eles precisam aprender a colocar os egos de lado e agir como um grupo em prol da humanidade.
John Connor é designado para liderar a resistência humana ao domínio das máquinas, coordenadas pela Skynet e seu exército de exterminadores. Quando surge um estranho homem chamado Marcus Wright, cuja última memória que possui é de estar no corredor da morte. John Connor precisa descobrir se ele foi enviado do futuro ou resgatado do passado, ao mesmo tempo em que a Skynet prepara seu ataque definitivo, que pode aniquilar a humanidade.
