キャロル・ダンバース、通称キャプテン・マーベルは、暴君クリー人から正体を取り戻した。任務のため異常なワームホールへと送られた彼女は、その力に熱狂的なファンであるミズ・マーベルことカマラ・カーン、そしてキャロルの疎遠の姪で宇宙飛行士のモニカ・ランボー大尉が絡みつく。このありえない3人は、宇宙を救うために力を合わせなければならない。