有人正在勒索中央情报局——通过暗杀外国记者，并栽赃CIA。 当世界开始联合起来反对美国时，中央情报局必须出动他们最聪明且叛逆的特工重返江湖，迫使他面对自己曲折的过去，同时揭开一个国际阴谋。

影片来自于真实的故事，小镇上的记者亚当（约翰·卡拉辛斯基 John Krasinski 饰）和绿色和平组织的一位志愿者瑞秋（德鲁·巴里摩尔 Drew Barrymore 饰）加入到了拯救北极圈灰鲸的行动中去。 两人必须联合阿拉斯加的因纽特人，对抗石油公司以及苏联和美国的军队的反对——在当时的冷战背景下，他们终于得到了世界的关注，冷战的阴影也因拯救这种濒临灭绝的动物行动而得到缓解。

在高华大学变异的经历总在重演，关于军方通缉的亦围绕在脑海，科学家Bruce Banner（爱德华·诺顿 Edward Norton 饰）就在这样的梦魇下在巴西一边控制着体内的伽马辐射带来的异常，一边努力和纽约的蓝先生寻求解决办法。 　　在汽水生产厂房的他一日不小心割伤手指，让血滴入了汽水瓶，远销到美国的这瓶汽水暴露了他的行踪。美国军方穷尽能力追捕他，还找来求胜心切的英国霹雳将军Emil Blonsky（蒂姆·罗斯 Tim Roth 饰）。被逼到绝路的Bruce变身为绿巨人，Emil和其他军人都大吃一惊。为了亲手擒住Bruce，Emil建议给自己注入可使基因变异的样本。 　　Bruce在美国隐匿时遇到旧女友Betty Ross（丽芙·泰勒 Liv Tyler 饰），Betty义无反顾地站在他一边，同时发现，她拥有令他体内绿巨人安稳的力量。 　　那边Emil已经被求...

天才少年理查德（迈尔斯·特勒 Miles Teller 饰）凭借物体传送装置的发明得到正研究量子门的富兰克林?斯通的赏识，他将理查德招至麾下，通过和维克多（托比·凯贝尔 Toby Kebbell 饰）、约翰尼（迈克尔·B·乔丹 Michael B. Jordan 饰）、苏珊（凯特·玛拉 Kate Mara 饰）等才华横溢的青年们的通力合作，量子门的研究终于取得突破性进展。不久之后，不甘成果被政府攫取的年轻人们叫上理查德的朋友本（杰米·贝尔 Jamie Bell 饰），偷偷潜入那个未知的世界探险，谁知却被神秘的能量所感染。在此之后，他们拥有了身体伸缩、控制火焰、岩石化以及隐形等能力。 　　为了能过回复从前的样子，年轻人们再次走向量子门，而对面的世界还有一个当初被丢下的同伴等待着他们……

奥斯卡金像奖获奖电影制作人吉尔莫·德尔·托罗对卡洛·科洛迪的经典故事进行了改编：一个牵线木偶神奇地有了生命，为悲伤的木雕师杰佩托带来慰藉。这部异想天开的定格动画电影由吉尔莫·德尔·托罗和马克·古斯塔夫森执导。为了在世界上找到自己的位置，匹诺曹开始了捣蛋、叛逆的冒险之旅。