公元2035年，人类被12只猴子军研制的一种病毒侵袭，大局部人类都在这场病毒灾难中死亡，只要少数人幸运逃生，但也只能在阴暗的地下，苟且偷生。 

迷信家们决议派人穿越光阴回到1996年清查12只猴子军的来历。囚徒詹姆斯·科尔(布鲁斯·威利斯 Bruce Willis 饰)被 挑选为志愿者。鬼使神差，科尔回到了1990年，当他向事先人们描画未来的那场大灾难时，被当作肉体病捉了起来并被医生凯瑟琳·雪莉（玛德琳·斯通 Madeleine Stowe 饰）诊断为肉体分裂症。科尔在病友杰弗里·戈因斯协助下逃脱，回到了未来。由于没查清12只猴子军的来历，科尔再次被派回了1996年。 

科尔这次发现了12只猴子军的来源地在费城，他找到了医生凯瑟琳，二人一同展开了清查12只猴子军的冒险之旅!