公元2035年。自從世界1996年被一種致命病毒侵襲之后，剩余的少數人類就只能生活在地下，茍且偷生。為了改變這一情況，科學家們設計出一個計劃去改變這 一切。囚徒詹姆斯·科爾被強迫作為志愿者，由2035年穿越時空回到1996年追查當年病毒擴散的原因，以便由科學家想辦法預防并阻止它的發生。然而，時光穿越出現了誤差，科爾被送到了1990年的巴爾的摩。他被精神病醫生凱瑟琳·雪莉詳酁榫�神分裂和幻想癥，因為他向人們描述6年后將有50億人口死于一場病毒災難。在瘋人院中，他與病友杰弗里·戈因斯格外談得來，戈因斯主動幫助他逃出了瘋人院，科爾也因此又回到了2035年。第二次時空穿越沒有出問題，但科爾卻發現病毒的發源地是在費城。于是他找到了凱瑟琳，讓她幫助他去費城，尋找釋放病毒的罪魁禍首：十二猴軍團。他們以這種怪異的圖案（十二只猴子圍成一圈）為標志。從科爾腿部取出的子彈證實了科爾的確不是屬于這個時代的人，凱瑟琳相信了他的話，決心幫助他挽救人類的命摺！笆�二猴軍團”原來是個“動物解放邉訁f會”，它的組織者正是六年前科爾的朋友杰弗里。而杰弗里的父親卻是著名的病毒專家科蘭德，杰弗里是個瘋狂的為動物自由而戰的人，他綁架了父親，組織了十二猴軍團，只不過要將被科蘭德博士關入動物園的動物全部釋放出來。那場致命的病毒根本與十二猴軍團無關。科爾決定不再理會未來的事，正當他與凱瑟琳在機場憧憬著美好的生活時，卻意外地發現博士的助手皮特斯才是真正的罪魁禍首，對病毒的追蹤并沒有結束。