正就读中学的少年迈尔斯（沙梅克·摩尔 Shameik Moore 配音）意外被一只遭受放射性污染的蜘蛛咬伤，随后身体发生奇特的变化。偶然机缘，他目睹了蜘蛛侠（克里斯·派恩 Chris Pine 配音）和犯罪头目金并（列维·施瑞博尔 Liev Schreiber 配音）的战斗。为了阻止金并利用时空对撞机扰乱宇宙，蜘蛛侠最终壮烈牺牲。可未过多久，来自平行宇宙的颓废的彼德·帕克（杰克·约翰逊 Jake M. Johnson 配音）出现在迈尔斯面前。为了阻止金并的阴谋，并帮助这个帕克返回自己的宇宙，他们闯入金并的老巢。在这一过程中，二人遭到章鱼博士和徘徊者的狙击。与此同时，来自其他宇宙的女蜘蛛侠、暗影蜘蛛侠、蜘猪侠、二次元蜘蛛妹相继出现。

一群老朋友又将开始一段新的旅程。当猛犸象曼尼（Manny）沉浸在马上要当爸爸的喜悦之时，剑齿虎迭戈（Diego）却为自己的逐渐衰老而黯然伤神，此时树懒希德（Sid）则发现了三枚恐龙蛋，居然“母爱”泛滥，想做这三只小霸王龙的妈妈，结果被小恐龙真正的妈妈霸王龙掳走。

许多年前，亚特兰蒂斯女王（妮可·基德曼 Nicole Kidman 饰）和人类相知相恋，共同孕育了爱情的结晶——后来被陆地人称为海王的亚瑟·库瑞（杰森·莫玛 Jason Momoa 饰）。在成长的过程中，亚瑟接受海底导师维科（威廉·达福 Willem Dafoe 饰）的严苛训练，时刻渴望去看望母亲，然而作为混血的私生子这却是奢望。与此同时，亚瑟的同母异父兄弟奥姆（帕特里克·威尔森 Patrick Wilson 饰）成为亚特兰蒂斯的国王，他不满陆地人类对大海的荼毒与污染，遂谋划联合其他海底王国发动对陆地的全面战争。为了阻止他的野心，维科和奥姆的未婚妻湄拉（艾梅柏·希尔德 Amber Heard 饰）将亚瑟带到海底世界。