1939년 뉴욕, 전세계적으로 저명한 과학자들이 사라지는 미스터리한 사건이 발생한다. 그리고 뉴욕은 순식간에 정체불명 로봇들의 습격으로 아수라장이 되고, 이 두 사건에 뭔가 심상치 않은 일들이 벌어지고 있음을 직감한 신문기자 폴리 퍼킨스(기네스 팰트로)는 그녀의 옛 연인이자 최고의 파일럿 스카이 캡틴(주드 로)을 찾아간다. 과학자 실종 사건의 마지막 희생자...