規格外のパワーと、不屈の心で地球のみならず宇宙の星々まで守るアベンジャーズ最強ヒーロー、キャプテン・マーベル（ブリー・ラーソン）。そんな彼女の“ある過去”を憎み、復讐を誓う謎の敵が現れる。その狙いは、地球をはじめ彼女が守ってきた全てを滅ぼすことだった。キャプテン・マーベルひとりでは救うことのできない危機が迫るなか、彼女を家族のように慕う敏腕エージェント、モニカ・ランボー（テヨナ・パリス）、そして彼女に憧れるアベンジャーズオタクの高校生ヒーロー、ミズ・マーベル（イマン・ヴェラーニ）と、それぞれのパワーを発動すると3人が入れ替わる謎の現象が発生。これまで単独で戦ってきたキャプテン・マーベルは仲間との運命的な繋がりから足並みのそろわないチームを結成し、新たな“強さ”に目覚めてゆく……。