Ambientada en la década de 1990, la película sigue los pasos de Carol Danvers, una piloto de las fuerzas armadas de los Estados Unidos, quien tras sufrir un aparatoso accidente que le otorga habilidades cósmicas se convierte en una de las heroínas más poderosas de la galaxia.

Junto con sus poderes recibe la ardua tarea de detener un conflicto intergaláctico entre dos razas alienígenas, los Kree y los Skrull.