เรื่องราวเกิดขึ้นในปี 1995 และติดตาม Carol Danvers (รับบทโดย Brie Larson), นักบินทดสอบของ U.S. Air Force ที่ประสบอุบัติเหตุและได้รับพลังพิเศษจากเทคโนโลยีของ Kree, ชนเผ่าที่มีพลังเหนือธรรมชาติ
Carol ถูกฝึกเป็นนักรบ Kree และใช้ชื่อว่า Vers แต่เมื่อเธอมีความฝันและภาพวิญญาณที่ทำให้เธอสงสัยเกี่ยวกับอดีตของตนเอง เธอจึงออกเดินทางกลับไปยังโลกเพื่อค้นหาความจริงเกี่ยวกับตัวเอง
ระหว่างการค้นหา, Carol ต้องเผชิญหน้ากับการต่อสู้กับ Skrulls, ชนเผ่าที่มีความสามารถในการแปลงร่าง ซึ่งเป็นศัตรูของ Kree นอกจากนี้ เธอยังได้พบกับ Nick Fury (รับบทโดย Samuel L. Jackson), เอเจนต์ของ S.H.I.E.L.D. ที่ช่วยเธอในการเปิดเผยความจริงเกี่ยวกับอดีตและพลังที่เธอมี
