1921年，土爾沙種族騷亂期間，一個非裔小男孩失去了父母，他與一名嬰兒生存下來。2019年，警察被允許佩戴口罩以隱藏身份。警官查理·薩頓被白人至上組織「第七騎兵團」槍擊，送至醫院搶救。土爾沙警局警長賈德·克勞馥下令緝拿並嚴懲兇手。安潔拉·阿巴爾是一名退休警察，當前在經營一家麵包店。安潔拉得知槍擊事件後，化身「暗夜修女」，抓捕到嫌犯。在另一名義警「窺鏡」韋德的幫助下，他們找到了第七騎兵團的一個藏身地點。安潔拉、賈德和同事一起全殲對方。轉天之後，賈德在去醫院看望查理的路上遭到伏擊。安潔拉接到陌生人的電話，她匆忙趕到事發地時，發現賈德被吊死在路邊樹上，樹下有一名坐在輪椅上的年邁非裔老人。與此同時，一個鄉村莊園的主人與他的兩名僕人共同慶祝「週年」。

第一次世界大戰期間，德國人向協約國士兵散發種族平等的傳單，用來招募有色人種士兵。威爾的父親拾獲一張宣傳單，威爾在土爾沙種族騷亂中倖存，那張宣傳單一直被他保留到2019年。威爾正是路邊樹下的老人，安潔拉將他秘密帶至自己的麵包房。電視中正在播放電視劇《美國英雄故事：民兵》第二季，劇中蒙面俠客在打擊犯罪，抓捕搶劫商店的劫匪。威爾告訴安潔拉，賈德有見不得人的醜聞。安潔拉為調查威爾的身世背景，採集到他的DNA樣本，並前往「格林伍德文化遺產中心」檢驗。在賈德的守靈夜，安潔拉潛入他的房間，發現衣櫥內的一件三K黨服裝。安潔拉收到檢驗結果，證實威爾是自己的祖父。她質問威爾如何得知賈德曾是三K黨的一員，在得不到滿意的回答之後，安潔拉逮捕威爾，打算將他扭送至警局。一個巨大磁鐵從飛行器中落下，將安潔拉的汽車連同威爾吊上飛行艙，那張宣傳單飄落到安潔拉的手中。與此同時，莊園主指導僕人們演出自己編排的話劇《錶匠之子》，參與演出的眾多男女僕人均是菲利普斯和柯珞克珊的複製人。其中一幕正是強·奧斯特曼遭遇實驗事故，成為曼哈頓博士。話劇中飾演約翰的菲利普斯被火燒死，莊園主當即為另一個複製人取名菲利普斯。

參議員小喬·基恩委任聯邦調查局反義警特別行動小組的探員蘿莉·布雷克負責調查賈德警長被謀殺的案件。蘿莉帶著戴爾·比提來到土爾沙後，見到正在四處搜捕嫌犯的蒙面警察們。得知賈德的葬禮將在幾個小時之後舉行，蘿莉和戴爾前往墓地。一名第七騎兵團成員通過地道潛入葬禮現場，身綁人肉炸彈要挾基恩。蘿莉果斷擊斃了他。該成員心臟停止跳動之後，炸彈啟動引爆裝置。安潔拉立即將其拖入墓坑，並用裝有賈德遺體的棺材掩蓋，以緩衝炸彈造成的衝擊。之後，蘿莉告知安潔拉，她發現了賈德被吊死的樹下的輪椅車痕，以及賈德家中的秘密衣櫥，暗示安潔拉有所隱瞞。當晚，蘿莉通過趙氏工業提供的專用通訊技術，給已在火星上停留了三十年之久的曼哈頓博士留言。蘿莉講述了「上帝」被一個女孩拋向天空的磚頭砸死的「笑話」，隨即有一輛汽車從天空落在蘿莉面前，蘿莉仰天大笑。與此同時，莊園主自製了一套太空服，並用菲利普斯先生做實驗，以失敗告終。他又計劃獵殺野牛。凡此種種的行為使他收到了「遊戲守衛」的警告信。莊園主認為這違反當初的約定，他回信邀請守衛當面詳談。信的末尾署名為「安德林·徫特」。當晚，他穿上「智謀者」的制服。

持有趙氏工業的大資本家趙嫗來到土爾沙的一個農民之家，用不菲的價格購買了這對夫妻的房屋和附近的農田。在他們剛剛簽訂協議之後，一個太空物體墜落在趙嫗擁有所有權的附近地面。安潔拉來到格林伍德文化遺產中心確認身世。她突然聽到巨大的衝擊聲，來到街邊正遇到蘿莉以及自己的汽車，她在車中發現一瓶藥物。安潔拉帶著這瓶藥找到窺鏡，要他幫忙找前妻檢測，並把賈德秘密衣櫥中的三K黨服裝交給窺鏡保管。安潔拉處理祖父威爾留下的輪椅時，被一個蒙面義警跟蹤，她未能抓獲這名跟蹤者。蘿莉暫時接管土爾沙警局，她告知安潔拉在失而復得的車上發現威爾的指紋，而能夠掌握吊起汽車並還回原位的技術非趙氏工業莫屬。蘿莉和安潔拉拜訪趙嫗，趙嫗為她們提供了能夠使用新款輕型無人機的人員名單，她用越南語詢問安潔拉是否收到藥物。當晚，趙嫗與威爾謀劃一件秘事，威爾表態說自己不會受到家人的影響。與此同時，一時失控的徫特將複製人全部殺死。他從湖中撈出一對嬰兒，放在培育室中，很快這對嬰兒長大成人，成為新的菲利普斯和柯珞克珊。在這兩名僕從的幫助下，徫特建造一架投石機，將一具具屍體發射向天空，測試並記錄自己所處監獄的邊界。

1985年11月2日，一隻大魷魚突然出現於紐約上空。韋德此時正在相距不遠的紐澤西，亦遭受到震波的衝擊，自此患上創傷後遺症。蘿莉竊聽到安潔拉與韋德關於藥物檢驗的談話。韋德的前妻辛西亞告訴他這些藥物是「懷舊丸」，其中包含他人的記憶。第七騎兵團引誘韋德來到一個據點，他們在此測試傳送裝置。參議員小喬·基恩告知韋德，他和死去的警長賈德都是第七騎兵團的秘密成員，並向韋德展示了一段影片。這段影片錄製於1985年紐約大魷魚襲擊事件前一天，片中安德林·徫特向未來的總統勞勃·瑞福闡述自己的長遠計劃。基恩還對韋德表示，安潔拉對賈德的死亡案件有所隱瞞。轉天過後，安潔拉在警局向韋德坦承自己的祖父在案發現場。蘿莉立即宣布將安潔拉逮捕，安潔拉在被控制之前吞下了那些名為「懷舊丸」的藥片。當晚韋德歸家之後，一小隊第七騎兵團成員持槍來到他家門前。與此同時，徫特穿上研製成功的太空服，利用投石機將自己拋向空中，發現自己被困在木星的衛星木衛二上。他將此前拋出的屍體拼出「救我，D」（SAVE ME D）的字樣，希望能夠被朱諾號木星探測器看到。隨後他被遊戲守衛拉回監獄。

安潔拉在趙嫗的治療下意識開始恢復，但是仍然受到「懷舊丸」的影響。她回憶起兒時在西貢的經歷，父母被人肉炸彈襲擊身亡，年幼時住進孤兒院，最後前來接自己的祖母意外去世，並將這段經歷與祖父的經歷混淆。安潔拉逐漸清醒之後，發現連接自己身體管道的另一端是一隻沉睡的大象。安潔拉在趙氏集團的另一個房間發現一個存儲裝置，裡面保存了所有地球上的人與曼哈頓博士的「通話」記錄。趙嫗告訴安潔拉，這些通話曼哈頓博士完全沒有收到。並稱曼哈頓博士根本沒在火星上，他悄悄返回地球之後，一直留在土爾沙，偽裝成為普通人。得知第七騎兵團意欲摧毀曼哈頓博士並冒充他的計劃之後，趙嫗開始著手研製千禧鐘。趙嫗表示為拯救世界，她將於一個小時之後啟動千禧鐘。安潔拉聽完趙嫗的此番表態，不顧同事紅色恐慌和海盜珍妮的阻攔，衝出趙氏集團來到家中。在對丈夫卡爾表達愛意之後，稱呼他為強，並用錘子敲破他的腦袋，掏出一個外形為曼哈頓博士標誌的圓盤，此時安潔拉的臉前出現藍色光芒。蘿莉錄下了安潔拉在藥物作用下的喃喃自語，並從斷斷續續的言語中分析出賈德警長被謀殺的真相。蘿莉的助手戴爾來到韋德的家中，發現現場留下數具第七騎兵團成員的死屍，但是韋德蹤跡全無。蘿莉要求他留在現場，等待自己前去勘察。隨後，蘿莉先來到賈德的遺孀珍·克勞馥的家中，告知後者當前調查的結果。兩人談話間，珍突然打開陷阱機關，將她關押到第七騎兵團的藏身地點。小喬·基恩當面告知蘿莉，他們正在策劃抓捕曼哈頓博士，反擊當前充斥著針對白人種族歧視的社會。與此同時，徫特經歷了長達一年的審判，最終被法官「遊戲守衛」判決有罪。

2009年，曼哈頓博士在越南西貢的一家餐館內遇到安潔拉，並試圖說服她答應與自己在明晚共進晚餐，因為他們會在此後多年相愛。安潔拉起初只是當做一個笑話，曼哈頓博士向她解釋自己存在於非線性的時空之中，可以同時出現於多個時間和空間節點。自1985年起，他開始在木衛二上以幼時遇到的一對夫婦為模版創造生命。安潔拉詢問曼哈頓博士何時愛上自己，他回答是在2019年，隨後他們的感情會以悲劇收場。安潔拉顯然對此有著很大懷疑，表示他的藍色身體和超級能力過於顯眼，不可能成為一個平凡的普通人。曼哈頓博士繼續向她解釋，首先他將外貌轉變成一個剛剛逝去的普通人卡爾，然後前往南極找到安德林·徫特，利用徫特發明的裝置將真實身份遺忘。徫特藉此機會，請求曼哈頓博士將他傳送到木衛二上的「世外桃源」。聽完曼哈頓博士的長篇講述之後，安潔拉接受了他的邀約。2019年，安潔拉在家中釋放出曼哈頓博士，告知他第七騎兵團正在策劃抓捕他。曼哈頓博士卻表示事情會必然發生，已無可挽回。曼哈頓博士向她透露自己曾於2009年拜訪過威爾，當時威爾仍住在大都會隊長遺留在紐約的房子內，他希望威爾能在2019年幫助孫女。安潔拉疑問祖父威爾是如何得知賈德警長曾是三K黨成員，她請求曼哈頓博士在2009年時趁機向他詢問。話一出口，安潔拉隨機意識到正是此時的自己告訴十年前的祖父這個消息。第七騎兵團開始發動攻擊，安潔拉不願坐以待斃，她持槍與對方展開激戰，曼哈頓博士向她表白，他是從這一刻開始愛上她。曼哈頓博士被一架超光速粒子炮俘虜。與此同時，徫特被判處監禁，遊戲守衛送給他一個週年蛋糕。徫特在蛋糕內發現一個馬蹄鐵，他興奮地開始用它挖掘逃生地道。

趙嫗看到父親安德林·徫特在木衛二上擺出的求救信號後，將他接回地球，並一直封存在雕像內。在第七騎兵團將曼哈頓博士捕獲當晚，趙嫗放出徫特，以見證自己獲取曼哈頓博士的能力。曼哈頓博士與蘿莉被困於第七騎兵團的秘密據點，韋德喬裝為騎兵團成員混入其中。在小喬因未過濾曼哈頓博士的能量而化為血水死亡後，趙嫗將珍連同其同夥全部消滅，曼哈頓博士在被分解之前將徫特、蘿莉和韋德傳送至南極洲徫特的家中。徫特藉助此處一直運轉的魷魚雨裝置，調低溫度，利用冷凍的魷魚雨破壞了趙嫗的能量轉換裝置，同時殺死了她。安潔拉躲進一家劇院，發現祖父威爾已將三名養子女轉移至此。蘿莉和韋德以1985年徫特錄下的視頻為證據，將他繩之以法。土爾沙回復平靜之後，安潔拉帶著威爾和子女返回家中。她在收拾房間時發現一枚完整的雞蛋，回憶起在與曼哈頓博士初見面時，他對自己講述可以通過生物有機介質轉移能力。安潔拉吃下那枚雞蛋，模仿曼哈頓博士的做法，嘗試在水面上行走。