Macera, İkinci Dünya Savaşı öncesinde, 1930'ların sonlarında araştırmacı muhabir Polly Perkins'in (Gwyneth Paltrow) ünlü bilim adamlarının gizemli bir şekilde ortadan kayboluşunu araştırmasıyla başlar. O sırada New York'u dev robotlar kaplamaya başlar. Gizemli kayboluşlar ve robotların istilası arasında bir bağlantı olduğu açıktır. Dünyanın geleceği açıkça tehlikededir. Polly'nin yardımına, eski sevgilisi kahraman pilot Sky Captain(Jude Law) yetişir.
Bu korkusuz ikilinin amaçları, dünyayı yok etmeyi planlayan çılgın bilim adamı Dr. Totenkopf'u durdurmaya çalışmaktır. Polly ve Sky Captain'a en büyük desteği ise suda ve havada savaşabilen amfibianların lideri Franky Cook (Angelina Jolie) ve teknik deha Dex(Giovanni Ribisi) verirler.
Yönetmenliğini Kerry Conran'ın yaptığı film, kendine özgü retro-bilim kurgu tarzıyla etkileyici görsel efektler kullanılarak elde edildi.