2018年，天网系统与人类的战争使世界陷入了末世般的境况，反抗军精神领袖约翰·康纳（克里斯蒂安·贝尔 Christian Bale 饰）带队执行一次任务的过程中获得了战胜天网的新思路，而天网系统适时推出了新的目标排名，康纳位居次席，榜首上康纳此时尚年青的父亲凯尔·瑞斯赫 然在列。与此同时，一名遗忘了自身过去经历的强壮男子马库斯（萨姆·沃辛顿 Sam Worthington 饰）出现在洛杉矶的废墟中，他与反抗军战士瑞斯偶然结识，并组队前往反抗军总部，不料途中遭机械人袭击，瑞斯被俘。落单的马库斯经由反抗军女战士布莱尔引路，迎来了与康纳命中注定的相遇，但人与机械的对立让康纳不得不视对方为敌人……
　　瑞斯在天网中心生死未卜，同时反抗军高层不肯推迟强行进攻计划，留给康纳的时间不再充裕，他只能选择进行一场赌上性命与荣誉的潜入行动。

　　雷•费瑞尔（汤姆•克鲁斯 Tom Cruise 饰）和妻子离婚了，一儿一女都跟母亲生活——因为他的的贪玩懒散，疏忽责任，这个家庭才如此支离破碎。一场外星人入侵的灾难却让他们重新建立起亲密的的关系。
　　这天妻子繁忙，只好把儿女交给雷照顾。电闪雷鸣天色灰暗，一切好像有些异样。 果然，马路上赫然一个庞大的三脚飞行器掘地而起，邪恶的火星人光顾了这个本来平静的小镇。人们四处逃亡，雷也带着女儿奔走逃命，开始了生死历险。当局想尽办法对付外星人，却屡屡失败，整个世界都陷入了恐慌当中。
　　有了父爱的本能，平日吊儿郎当的父亲变得英勇顽强，保护儿女成了他支撑他的动力和信念。

　　1959年，美国马塞诸塞州列辛顿威廉道斯小学，该校即将迎来校庆日，小女孩露辛达•安伯利（Lara Robinson 饰）提出的创意为校长所采纳。校庆日时，学生们将画下自己对未来的设想，并集中放入金属时间囊中埋入地下，准备50年后重新开启。校庆日之后，举止怪异的露辛达用鲜血在墙上写下奇怪文字，并向老师提出警告。
　　2009年，威廉道斯小学再次迎来校庆日，被埋藏地下50年之久的时间囊重见天日。小男孩凯勒（Chandler Canterbury 饰）得到露辛达的信，上面没有任何图画，整页布满毫无规律可言的数字。凯勒的父亲约翰（尼古拉斯•凯奇 Nicolas Cage 饰）夜晚研究这些数字，竟发现这是一组具有预言性的密码。文中的数字清楚记录了世界上过去50年所发生的各种灾难。除此之外，这组数字还包括了接下来将发生的重大灾难……

　　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。为了亲手擒住Bruce，Emil建议给自己注入可使基因变异的样本。
　　Bruce在美国隐匿时遇到旧女友Betty Ross（丽芙·泰勒 Liv Tyler 饰），Betty义无反顾地站在他一边，同时发现，她拥有令他体内绿巨人安稳的力量。
　　那边Emil已经被求胜蒙蔽了眼睛，他的寻衅加上美国军方极度想利用Bruce体内异能作为残暴行径的决心，一场大战已经避无可避。

　　随着科技的发展，人类发明了能侦察人的脑电波的“聪明”的机器人――“先知”。“先知”能侦察出人的犯罪企图，所以在罪犯犯罪之前，就已经被犯罪预防组织的警察逮捕并获刑。
　　乔恩（汤姆•克鲁斯 Tom Cruise 饰）就是犯罪预防组织的一个主管。在一次通过“先知”成功阻止了一起因外遇引起的双人命案之后，乔恩隐约感到了这一套完美的预防犯罪系统中隐含的秘密，那就是少数派报告。原来，共有三个“先知”一起判定一个人是否有杀人企图。当出现分歧时，按少数服从多数原则定案，但最后若证明少数那一方是正确的话，则会秘密保存一份少数派报告。
　　乔恩一觉醒来，突然发现自己已是昔日同事的抓捕对象。乔恩唯一的出路就是找到能证明自己清白的那份少数派报告……

　　布朗博士（克里斯托弗•洛伊德 Christopher Lloyd 饰）总是有些稀奇古怪的发明。在一次试验他发明的时光机器时，他找来了忘年交高中生马丁（迈克尔•J•福克斯 Michael J. Fox 饰）。岂料实验过程中博士被歹徒杀害了，马丁慌乱中架着时光机逃跑，回到了30年前。
　　马丁遇到了30年前的父亲乔治（克利斯丁•格拉夫 Crispin Glover 饰）和母亲洛莲（莉•汤普森 Lea Thompson 饰）。马丁一边找寻30年前的布朗博士，好让自己回到未来；一边尽力撮合乔治和洛莲，以免自己在以后消失了。但乔治为人懦弱，马丁在撮合过程中弄巧成拙让洛莲爱上了自己。还有令人讨厌的贝夫从中作梗，令马丁恼怒不已。
　　马丁周旋在他的双亲之间，还要尽快找到博士，想办法回到未来……

　　天网拥有独立意识后，对创造它的人类展开血腥屠杀。此后的岁月，约翰·康纳（杰森·克拉科 Jason Clarke 饰）率领战友和天网的机器人大军进行着旷日持久的战争。在关键的一次战役过后，天网将终结者派往1984年的洛杉矶，企图杀害约翰的妈妈莎拉（艾米莉亚·克拉克 Emilia Clarke 饰）。而约翰则将自己最亲密的战友——同时也是他的生身父亲凯尔·里斯（杰·科特尼 Jai Courtney 饰）派往过去。凯尔刚刚抵达洛杉矶便遭到液态金属终结者T-1000（李秉宪 饰）的袭击。与此同时，“老爹”（阿诺·施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 饰）则与莎拉联手干掉了终结者T-800（阿诺·施瓦辛格 Arnold Schwarzenegger 饰）。
　　似乎过去的事情悄然改变，凯尔则从时间旅行中的遭遇得到灵感，与莎拉穿越来至2017年，尝试阻止天网的诞生……

　　美国加州某大学，佐伊·麦康奈尔（奥利维亚·王尔德 Olivia Wilde 饰）和恋人兼合作者弗兰克·沃顿（马克·杜普拉斯 Mark Duplass 饰）正在进行一项复生项目，在新人艾娃摄像机的记录下，他们以及团队成员克莱、尼克即将迎来项目的里程碑时刻。历经艰辛，他们的实验终于获得成功，一条早已死亡的狗成功复生。可就在此时，他们的研究内容被校方和资助公司获知，数年来辛勤的研究成果和数据全部被资助方收走。不甘心失败的佐伊和弗兰克等人趁着夜晚再度闯入实验室，谁知期间发生意外，佐伊不幸触电身亡。
　　悲痛万分的弗兰克抢救无效，这是他突然冒出将尚未确定副作用的血清注入佐伊的身体中……