米奇（迪伦•奥布莱恩Dylan O'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Sanaa Lathan 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 Michael Keaton 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 Benedict Cumberbatch 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 Tilda Swinton 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。