卡罗尔·丹弗斯（布丽·拉尔森 饰）是克里人的精英部队一员，但她挣扎着回忆过去，对于怎么获得超能力、以及之前的人生等超能力之前的人生，她只在梦中有片段不成章的记忆，这层困扰引起的情绪波动也进而影响她对超能力的掌控。所幸，在星际战队指挥官（裘德·洛 饰）的调教之下，卡罗尔·丹弗斯学会如何控制自己的超能力。一次外星任务中，卡罗尔·丹弗斯因故来到了地球，并遇到还是低阶探员的尼克·弗瑞（塞缪尔·杰克逊 饰），卡罗尔·丹弗斯与尼克·弗瑞一起追捕在地球惹事的变形人塔罗斯（本·门德尔森 饰），同时，也发现自己如何获得超能力。