火箭浣熊（布莱德利·库珀 Bradley Cooper 饰）偷走了大祭司阿耶莎（伊丽莎白·德比齐 Elizabeth Debicki 饰）的能量电池，包括星爵（克里斯·帕拉特 Chris Pratt 饰）、卡魔拉（佐伊·索尔达娜 Zoe Saldana 饰）、德拉克斯（戴夫·巴蒂斯塔 Dave Bautista 饰）在内的一行人遭到了后者派出的舰队的袭击。一个神秘人物乘坐着飞船救下了银河护卫队的众人，而驾驶着飞船的不是别人，竟然正是星爵的亲生父亲伊戈（库尔特·拉塞尔 Kurt Russell 饰）。 在伊戈的带领下，星爵、卡魔拉和德拉克斯来到了由伊戈一手制造的星球上，而剩下的成员们则着手修复损坏的飞船。那边厢，阿耶莎委托勇度（迈克尔·鲁克 Michael Rooker 饰）抓住星爵替自己报仇，而卡魔拉亦渐渐发现了伊戈和善面目下隐藏的巨大阴谋。

银河护卫队成员们已经在虚无知地上安顿了下来。然而，由于火箭浣熊（布莱德利·库珀 Bradley Cooper 配音）的动荡往事的侵扰，他们的生活很快被打破。“星爵”彼得·奎尔（克里斯·帕拉特 Chris Pratt 饰）依然迷失在失去卡魔拉（佐伊·索尔达娜 Zoe Saldana 饰）的痛苦中，但是他必须团结起他的团队，前往执行一项危险的任务，只为营救火箭浣熊。如果这项任务失败，那么为人熟知的银河护卫队有可能就此走向终结。

特工伊森·亨特（汤姆·克鲁斯 饰）和他的IMF小组将开启迄今为止最危险的一次任务：追踪一种会危及全人类性命的新型武器，并阻止其落入坏人之手。与此同时，伊森曾对抗过的黑暗势力也正在卷土重来，整个世界的命运岌岌可危。面对神秘而强大的敌人，他不得不面对选择使命还是至爱的终极抉择。

影片承接前作，银河护卫队成员们已经在不毛之地上安顿了下来。然而，由于火箭浣熊的动荡往事的侵扰，他们的生活很快被打破。“星爵”彼得·奎尔依然迷失在失去卡魔拉的痛苦中，但是他必须团结起他的团队，前往执行一项危险的任务，只为营救火箭浣熊。如果这项任务失败，那么为人熟知的银河护卫队有可能就此走向终结。

大洋深处，一艘俄罗斯潜水艇正在执行常规任务，但是突发意外导致潜艇爆炸，全体机组人员无一幸免。而这个谜一样的事故，还隐藏着一个足以颠覆世界的大秘密。此后不久，特工伊森·亨特接到任务，要去寻找两把造型独特的钥匙。钥匙组合在一起后能够控制不断进化并拥有独立思考能力的人工智能，从而可帮助政治家实现称霸世界的野心。不愿被政治家利用的伊森找到好搭档卢瑟·斯蒂克尔、班吉·邓恩和伊尔莎·浮士德，开始试图找到并摧毁钥匙，这也意味着他们将与全世界为敌。而在行动过程中，性感女贼格蕾丝无意卷入其中，使这场危险游戏变得愈加扑朔迷离……