故事发生在一艘名为“契约”的殖民太空船之上,飞船上搭载了两千名进入沉睡的殖民者,他们的目的地是遥远的欧米伽六号行星,希望能够在那里建立新的家园。一场意外的发生令契约号的能量收集帆遭到了破坏,船长布兰森(詹姆斯·弗兰科 James Franco 饰)亦不幸身亡。作为代理船长的欧朗(比利·克鲁德普 Billy Crudup 饰)带领着惊恐而又悲伤的船员们降落到了一颗未知的神秘星球上。
在这里,他们遇见了仿生人大卫(迈克尔·法斯宾德 Michael Fassbender 饰),大卫热情的接纳了人类的到来
特工汉纳威(乔什·哈洛威 Josh Holloway 饰)执行任务时遇害,核机密文件被女杀手莫伦(蕾雅·赛杜 Léa Seydoux 饰)截获。为了找回文件,特工班吉(西蒙·佩吉 Simon Pegg 饰)和特工简(宝拉·巴顿 Paula Patton 饰)从俄罗斯监狱救出了伊桑·亨特(汤姆·克鲁斯 Tom Cruise 饰)。他们接受的幽灵协议任务便是从克林姆林宫盗取核军事密码。然而,当他们接近目标时,却发现被恐怖分子亨德里克斯(迈克尔·恩奎斯特 Michael Nyqvist 饰)捷足先登,抢走了核
中情局获得情报,得知他们的特工中出了一个叛徒,准备将中情局布置在东欧的特工名单出卖给外国特工组织。在特工头目吉姆(乔恩•沃伊特 Jon Voight 饰)的策划下,伊森(汤姆•克鲁斯 Tom Cruise 饰)所住的一组特工赶往了他们交易的地点。
岂料,当他们按计划赶到 时,却中了埋伏,一组人中除了伊森和吉姆的妻子克莱尔,其他队员都被杀害。这时,伊森的账户无端端多出了12万美金。伊森成了内鬼的最大的嫌疑犯。
无奈之下,伊森只能凭个人之力独闯龙潭虎穴去找出出卖他们的内奸。他和外国间谍组织的接头
量古生物学学家瑞克•马绍尔(威尔•法瑞尔 Will Ferrell 饰)提出了时光旅行的设想,并征得1500万美元的经费专门开发穿越时空的超光速粒子仪。然而公众对此并不买帐,反而对其大肆嘲笑和抨击。3年来,瑞克无奈窝在一所小学里教书,自暴自弃。某天,来自剑桥的美丽女子霍莉(安娜•弗莱尔 Anna Friel 饰)找到瑞克,她展示了一块不可思议的化石,以此鼓励瑞克继续他的研究。
重获信心的瑞克最终制造出超光速粒子仪,他和霍莉来到化石的发现地,准备进行时光旅行的测试。在有些神经质的威尔(丹尼•麦克布莱德