“惊讶队长”卡罗尔·丹弗斯(布丽·拉尔森 Brie Larson 饰)从残酷的克里人手中夺回了属于自己的身份,也对至高智慧完成了复仇。但是,意想不到的结果出现了。面临动荡软弱的世界,她毅然决然地挺身而出。执行任务时,她来到一个神秘的特殊虫洞。在这里,她与另外两位女英雄产生了能力纠缠——一位是来自泽西市、惊讶队长的超级粉丝“惊讶少女”卡玛拉·克汗(伊曼·韦拉尼 Iman Vellani 饰),另一位是曾与卡罗尔亲密无间的小侄女、现在长大在天剑局(S.A.B.E.R.)担任宇航员的莫妮卡·兰博队长(泰柔娜·派丽丝 Teyonah Parris 饰)。看似不搭界的三人有必要齐心协力,以“惊讶联盟”的身份拯救世界。