Soldatin Vers (Brie Larson) kämpft als Teil der Elite-Einheit Starforce gegen die Feinde des intergalaktischen Kree-Imperiums. Doch als die Truppe unter dem Kommando von Yon-Rogg (Jude Law) mit einer Gruppe von Skrulls, einer außerirdischen Rasse von Gestaltwandlern, aneinandergerät, wird Vers von Skrulls-Anführer Talos (Ben Mendelsohn) gefangengenommen. Die Soldatin kann zwar auf die nahegelegene Erde der 90er Jahre fliehen, doch die Befragung durch die Skrulls hat bei ihr eine Reihe von Erinnerungen an ein Leben auf der Erde ausgelöst.  Aber wie kann das sein? Gemeinsam mit einem jungen S.H.I.E.L.D.-Agenten namens Nick Fury (Samuel L. Jackson) macht sie sich auf die Suche nach Antworten. Gleichzeitig wollen sie jedoch die Skrulls aufhalten, die mittlerweile ebenfalls auf der Erde angekommen sind und dort auf der Suche nach etwas sind...