Dans un passé lointain, un vaisseau extraterrestre arrive sur Terre. Un être humanoïde y est déposé et s'y sacrifie en absorbant un liquide noir sous l'effet duquel son corps se désagrège, répandant son ADN dans un cours d'eau.
En 1989, Kevin Flynn, un développeur de logiciels et directeur de la société ENCOM International, disparaît soudainement. Vingt ans plus tard, son fils Sam s'intéresse aux projets de la compagnie, désormais dirigée par une assemblée de directeurs mais dont il est toujours partenaire associé par héritage. Peu après une intrusion dans les bureaux d'ENCOM pour y mettre en téléchargement libre un logiciel qu'ENCOM comptait vendre cher, Sam fuit et reçoit chez lui la visite d'Alan Bradley, ancien collègue et ami de son père, qui lui dit avoir reçu un message étrange, car provenant de la salle d'arcade abandonnée de Kevin Flynn. Sam s'y rend et découvre un bureau caché où il est envoyé malgré lui dans la Grille, un monde virtuel créé par son père.
Années 1960. Une série d'essais nucléaires français, aux alentours de l'archipel des Tuamotu, entraine la mutation d'un lézard. Trente ans plus tard, la créature monstrueuse attaque un cargo japonais croisant dans le Pacifique Sud. Le seul rescapé est transporté à Papeete, où il est interrogé par des agents de la DGSE. Il murmure le nom de « Gojira », d'après une ancienne légende japonaise. Au même moment, Nick Tatopoulos, un jeune scientifique américain travaillant pour la Commission de réglementation nucléaire des États-Unis, est prié d'abandonner ses recherches à Tchernobyl pour se rendre avec un groupe de militaires à Panama. Il découvre les gigantesque empreintes du monstre, qui a traversé le golfe et piétiné un village pour se rendre dans l'océan Atlantique.
Ancien policier de la route, Max Rockatansky (Tom Hardy) erre désormais seul au volant de son bolide (une Ford Falcon XB 351) dans un monde dévasté où les clans de cannibales, les sectes et les gangs de motards s'affrontent dans des déserts sans fin pour l'essence et l'eau. L'un de ces clans est aux ordres de « Immortan Joe » (Hugh Keays-Byrne), un ancien militaire devenu leader tyrannique. L'une de ses plus fidèles partisanes, l'« imperator » Furiosa (Charlize Theron), le trahit et s'enfuit avec un bien d'une importance capitale pour le chef de guerre : ses « épouses », un groupe de jeunes femmes lui servant d'esclaves et de « pondeuses ».
En 2003, dans la prison de Longview, Marcus Wright va être exécuté pour le meurtre de son frère et de deux policiers. Le docteur Serena Kogan, elle-même condamnée par un cancer en phase terminale, tente de le convaincre de léguer son corps à la science. En l'occurrence à la genetic division (section génétique) de Cyberdyne Systems, l'entreprise responsable de la mise au point du programme Skynet. Peu après avoir signé le document que lui a présenté le docteur Kogan, Marcus est exécuté par injection létale.
Dans un futur proche, une météorite s'écrase à proximité de Hambourg. Des hordes d'extraterrestres extrêmement organisés, les « mimics », envahissent l'Europe. Une coalition de dix-sept nations est formée pour combattre les mimics. Elle est nommée « force de défense unie » (FDU). En cinq ans, cette guerre mondiale fait des millions de victimes. Les mimics semblent anticiper toutes les actions des militaires. Mais subitement, les humains gagnent la bataille de Verdun avec des pertes très faibles. Cette victoire est l’œuvre du sergent Rita Vrataski qui a tué des centaines de mimics dès son premier jour de combat, équipée de la nouvelle armure. Elle devient ainsi l'héroïne de l'armée et les médias la surnomment « l'ange de Verdun ».
Toula Portokalos est une jeune femme grecque trentenaire au physique disgracieux qui a toujours vécu chez ses parents, dans la banlieue de Chicago, au sein d'une famille extrêmement nombreuse et pratiquante qui ne désire qu'une chose pour la jeune femme : qu'elle fasse un beau et grand mariage, et surtout, que cela se fasse avec un Grec.
Par une sombre nuit de l'année 1952, deux nonnes terrifiées se rendent dans les catacombes de leur abbaye de Saint-Carta, en Roumanie. Après avoir ouvert une sinistre porte sur laquelle sont gravés les mots "Finit hic deo" (Dieu s'arrête ici), l'une des nonnes disparaît dans l'obscurité, tandis que l'autre, après s'être enfuie, finit par se pendre en se jetant par une fenêtre de l'abbaye.
Sur une Terre minée par la violence généralisée (meurtres, débauches et vols), où Dieu annonce qu'il va détruire le monde, Noé est chargé par inspiration prophétique d'accomplir une mission cruciale : ériger une arche pour sauver sa famille et les animaux du cataclysme. Mais dégouté devant le spectacle de la déchéance humaine, qu'il croit inévitable pour les générations suivantes, Noé refuse d'être le nouvel Adam de l'humanité.
En 2029, à bord de la station spatiale américaine Obéron, l'astronaute Léo Davidson travaille avec des primates formés aux missions spatiales. Son partenaire simien préféré est le chimpanzé baptisé Périclès. Quand un dangereux orage magnétique approche de la station, c’est Périclès qui est choisi pour piloter un petit module spatial afin de sonder cette tempête. Cependant une fois à l’intérieur de l'orage, la navette disparaît. Contre les ordres de son commandant, Léo s’installe à bord d’un second module et part à la recherche de Périclès. Entré dans la tempête magnétique, il perd le contact avec l'Obéron puis s'écrase sur une planète appelée Ashlar. Il découvre alors que ce monde est gouverné par des singes humanoïdes qui utilisent des chevaux domestiques pour leur transport et traitent les êtres humains comme des esclaves.
La nuit du 10 mai 1998, à Richmond en Virginie, un club scolaire d'astronomie observe le ciel. Leo Biederman (Elijah Wood), un adolescent, remarque un objet lumineux qu'il ne reconnaît pas. Sa camarade Sarah (Leelee Sobieski) se moque de lui et affirme qu'il ne s'agit que d'une simple étoile. Leur professeur ne parvenant pas à l'identifier non plus, prend un cliché et le transmet à l'observatoire astronomique. Le docteur Marcus Wolf, analyse par ordinateur la photo et découvre que l'objet est une nouvelle comète. Rapidement, il panique quand les calculs de la trajectoire de cette comète lui révèlent qu'elle se dirige droit sur la Terre. Voulant donner l'alerte, il quitte précipitamment le bâtiment à bord de son véhicule. Conduisant de manière très imprudente sur l'étroite route sinueuse menant à l'observatoire, son véhicule quitte la route en voulant éviter un camion, s'écrase dans un ravin et explose, causant ainsi la mort de Wolf.
Thomas, un adolescent, se réveille amnésique dans une cage qui monte. Lorsqu'elle s'immobilise, il se retrouve parmi d'autres jeunes dans un grand espace clos par quatre immenses murs avec une seule voie d'accès. Alby, chef du groupe, se présente et explique qu'eux aussi sont arrivés amnésiques et que seuls leurs prénoms finissent par leur revenir en mémoire au bout d'un jour ou deux. Une trentaine de garçons vivent dans cet espace, qu'ils appellent le Bloc, et qui se surnomment blocards. Leur vie tourne autour de l'agriculture et de l'élevage. Chaque mois, la cage (ou boîte) remonte un nouveau membre ainsi que des caisses pleines du matériel que les blocards sont incapables de produire eux-mêmes. Ils ignorent pourquoi ils sont là et ne connaissent pas ceux qui les y ont envoyés. Le nouveau fait aussi la connaissance de Newt, qui commande en l'absence d'Alby.
Gaylord « Greg » Furniker (Focker dans la version anglophone), infirmier à Chicago, se prépare à demander sa main à sa compagne Pamela « Pam » Byrnes, institutrice en école primaire. Elle reçoit un appel téléphonique de sa sœur qui lui annonce qu'elle va se marier avec son compagnon Bob, médecin, qui a préalablement demandé le consentement paternel.
Fraîchement transféré à la brigade criminelle de New York, le policier David Mills doit faire équipe un temps avec celui qu'il va remplacer : William Somerset, un officier de police judiciaire affecté aux homicides, bientôt à la retraite.
En l'an de grâce 1482 le 6 janvier, un gitan nommé Clopin amuse des enfants devant un théâtre de marionnettes, et leur conte l'histoire d'une famille de bohémiens venue à Paris une vingtaine d'années auparavant. Tous se firent arrêter par les gardes du diabolique juge Claude Frollo, mais une bohémienne se sauva avec un paquet à la main, Frollo à ses trousses (croyant qu'il s'agissait d'objets volés). Devant la cathédrale Notre-Dame de Paris, Frollo arracha le paquet des mains de la gitane, ce qui la fit tomber sur le parvis et la tua. En voyant le bébé tout difforme que contenait le paquet, il fut sur le point de le laisser tomber dans un puits, mais à ce moment-là l'archidiacre arriva. Sous l'œil de Notre-Dame, Frollo craignit de perdre son âme, alors l'archidiacre lui demanda d'élever l'enfant comme si c'était le sien. Frollo accepta, mais à condition qu'il demeurât dans l'église à l'abri des regards.