公元2035年，人类遭到了一种由12支猴军研发的病毒的攻击。大多数人类都死于这场病毒灾难。只有少数人侥幸逃脱，却只能生活在黑暗的地下。科学家决定派人回到1996年，追溯12支猴军的起源。囚犯詹姆斯科尔(布鲁斯威利斯饰)被选为志愿者。科尔错误地回到了1990年。当他向当时的人们描述未来的大灾难时，他被当作精神病逮捕，并被医生凯瑟琳雪莉(玛德琳柊司玛德琳斯托饰)诊断为精神分裂症。在科尔的病人杰弗里戈因斯的帮助下，他逃脱并回到了未来。科尔因为没有搞清楚12猴军的来历，又被送回了1996年。科尔这次发现了费城12猴军的来历。他找到了凯瑟琳医生，他们一起展开了一场追寻12猴子军的冒险！