在與紅骷髏的殊死決斗后，美國隊長（克里斯·埃文斯 Chris Evans 飾）駕駛著失控的飛機墜毀在茫茫冰原之上。最后的關頭，他向佩吉·卡特（海莉·阿特維爾 Hayley Atwell 飾）告別，彼此生死相別。一年后，佩吉被安排在清冷的部門，完全不受重用。雖然她向上司自薦，怎奈對方完全不拿她當回事兒。某天晚上，佩吉被留在辦公室加班，這時電話響起，對方說已經鎖定十二宮的位置，對方攜帶殺傷力強大的武器，請求特工局派出探員支持。佩吉沒有報告上司，而是獨自一人前往目的地。　　夜幕之下，這位果敢女子勇闖虎穴……