Réputé meilleur pilote de chasse de la marine Américaine pendant plus de trente ans, Pete "Maverick" Mitchell repousse toujours plus loin ses limites en devenant pilote d'essai. Il refuse les promotions qui l'obligeraient à renoncer au vol mais accepte de former un détachement de jeunes pilotes diplômés pour une mission spéciale qu'aucun autre pilote n'aurait pu imaginer. L'un d'entre eux est "Rooster", le fils de son ami disparu, "Goose".

Une chose énorme sort de son sommeil au beau milieu des montagnes Dovre en Norvège. Après mille ans à attendre, le géant de pierre semble vouloir assouvir une vengeance et se dirige droit sur Oslo. Nora, une paléontologue renommée va devoir mettre ses certitudes scientifiques de côté afin de comprendre la créature et tenter de l'arrêter avant un désastre. Son père, un illuminé, va également lui venir en aide.

Peter Quill, alias Starlord, est encore sous le choc de la perte de Gamora et sombre peu à peu. Son équipe tente de le garder hors de l'eau mais en vain. Mais un évènement inattendu va se produire et le forcer à sortir de sa torpeur. Rocket a besoin de lui et des gardiens. L'équipe va se lancer dans une épopée épique pour défendre l'univers et sauver Rocket.