在未来，地球上所有的化石能源都被消耗殆尽，人类全面进入了太阳能时代。能源公司开始全面的开发和控制太阳，人类社会逐渐向完全依赖太阳能Ⅱ型文明迈进。 但在一次人类科学无法探明的天体活动中，太阳突然消失了。整个世界陷入了黑暗的无政府状态，大面积抢夺生存资源的恶性事件在城市不断发生，富人乘坐宇宙飞船逃离到其他星球，普通人只能留在地球享受世界末日。社恐障碍的天文学自由撰稿人孙炀与素未谋面的废柴邻居陈暮被迫结伴共同踏上末日逃亡之旅，前往传说中人类最后的庇护之所——第四区。一路上他们与形形色色的人匆匆相遇，见到了最残酷的人性与最温情的告别。在无数次的死里逃生之后，两颗寂寞的心开始慢慢靠近，并在残酷的灾难面前逐渐发现了生命的意义……
影片的故事背景设定在虫兽与人类20年持久战之后的一次偷袭。面对这一前所未有的灾难，人类战警挺身而出，与异形虫兽展开了一场生死搏斗，誓死守护人类家园。
当神秘的外星飞船出现在天空中时，一名科学家被密封在地下掩体中，必须制造一种生物武器来阻止未知的来访者，但偏执和孤立使她怀疑自己任务的真实意图。
在围剿斯克鲁人的战斗中，克里人星际战队成员弗斯（布丽·拉尔森 Brie Larson 饰）不幸成为对方的俘虏。斯克鲁人尝试探究弗斯的记忆，最终发现连弗斯本人都不知道的一段往事，进而也得知名为温迪?劳森博士的女子掌握着他们急于得到的时空引擎。趁对方不备，拥有强大超能力的弗斯摆脱束缚，逃到了代号为C-53的地球，而这里也正是她那段失落的记忆的发生地。未过多久，神盾局探员弗瑞特工（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）找上门来，而紧随其后的斯克鲁人更是引发了地球人前所未见的大骚动。 在这一过程中，弗瑞特工意识到事态的严重性，并且帮助弗斯认清本来的自己。倔强的弗斯，终于找到了真正需要保护的东西……
在一个反乌托邦的末世未来，地球上最后一个人类是由一台机器人抚养长大的。此人与毫无人类互动的孤独作斗争，并质疑神秘的宗教“手册”的教义，而机器人则声称《手册》是无比神圣的。。。
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。
“毕德曼慧星”正朝着地球飞奔而来，给人类致命一击。当局紧急行动，研究出一个最佳方案——由宇航员坦纳（罗伯特·杜瓦尔 Robert Duvall饰）驾驶“弥赛号”飞船飞往慧星，把预先准备好的核弹放置到慧星上面引爆，以令它化成碎片或是改变轨道。坦纳英勇地完成了任务，却发现并没有取得预期效果。慧星碎成了一大一小两部分，向地球步步逼近。 当局迅速采取最后的行动，用“诺亚方舟”计划保住包括人类在内的一些地球物种。这是一个秘密的地下庇护所，只有少数的人可以在这里避开大劫难，等灾难散尽后方重建世界。较小的那部分慧星已经撞向地球，引发山崩地裂，一片世界末日的景象。而跟随其后的大慧星给地球带来的毁灭程度，将远远超乎人们想象，力挽狂澜的人类进入了倒数时刻。
在不久的将来，随着地球上的冲突不断地爆发，国际空间站上的紧张局势也在加剧。 令人震惊的是，美国和俄罗斯宇航员都收到了来自地面的命令：采取任何必要手段控制空间站。
