“スター・ロード”ことピーター・クイル（クリス・プラット）をリーダーに、凶暴なアライグマのロケット、マッチョな巨漢ドラックス（デイヴ・バウティスタ）、ツンデレ暗殺者ガモーラ（ゾーイ・サルダナ）など、偶然出会って勢いで結成された宇宙のはみ出し者チーム“ガーディアンズ・オブ・ギャラクシー”。小遣い稼ぎに仕事を引き受けた彼らは、なぜか“黄金の惑星”の艦隊から総攻撃を受け、宇宙船ミラノ号は壊滅寸前に。間一髪、ガーディアンズを救ったのは、“ピーターの父親”を名乗る謎の男エゴ（カート・ラッセル）と、触れただけで感情を読み取れるマンティス（ポム・クレメンティエフ）だった。仲間からの忠告にも関わらず、次第にエゴに魅了されていくピーター。その姿を目にしたチームの間には、亀裂が生じてゆく。そこへ、ピーターの育ての親ヨンドゥ（マイケル・ルーカー）率いる宇宙海賊の襲撃が。さらに、銀河全体を脅かす恐るべき陰謀が交錯してゆく。果たして、ピーターの出生に隠された衝撃の真実とは？ガーディアンズ・オブ・ギャラクシーは、失われた絆を取り戻し、銀河を救うことが出来るのか？ その運命の鍵を握るのは、チーム一小さくてキュートな、ガーディアンズの最終兵“木”グルートだった……。