Flash McQueen, jeune véhicule de course avide de succès, rêve d’être le premier rookie de l'histoire de la compétition automobile à remporter la fameuse Piston Cup, afin d’intégrer l'écurie Dinoco et de devenir célèbre.
Jim Phelps et ses agents sont envoyés à Prague avec pour mission d'appréhender un espion ennemi lors d'une réception dans l'ambassade américaine. Cet homme, Alexander Golytsin, s'apprête à dérober une disquette contenant la liste secrète des agents infiltrés en Europe centrale. Seulement, les agents de l'IMF (Impossible Missions Force) ignorent que la CIA, persuadée que le commando est infiltré par une taupe, a envoyé une autre équipe. Presque tous les membres de l'équipe de Phelps sont tués, sa femme, Claire, les agents Jack Harmon, Sarah Davies et Hannah Williams. Jack meurt empalé dans une cage d'ascenseur et Jim est abattu sur le pont Charles et tombe dans la rivière Vltava, Claire et Hannah sont tuées dans l'explosion de leur voiture. Sarah, qui suivait Golytsin, tombe tout comme lui dans un piège et est mortellement blessée par un tueur qui la poignarde et dérobe la liste "NOC". L'un des survivants, Ethan Hunt, tente de s'échapper.
Jason Bourne vit tranquillement maintenant. Mais le département de la Défense lance en grand secret un second programme encore plus sophistiqué : Blackbriar, visant à fabriquer une nouvelle génération de tueurs supérieurement entraînés. Jason est, pour le directeur des opérations spéciales, une menace et une tache à effacer au plus vite. Ordre est donné de le supprimer. La traque recommence : Moscou, Paris, Madrid, Londres, Tanger et New York.
En 2029, John Connor, chef de la résistance humaine, mène la guerre contre les machines dans un monde ravagé à la suite d'une offensive nucléaire lancée par un programme de défense militaire, Skynet, le 29 août 1997. En pleine offensive de Los Angeles, John a des craintes quant à l'avenir, quand des espions TECOM révèlent un nouveau plan de Skynet : il prévoit de l'attaquer sur deux fronts, le passé et l'avenir, afin de changer définitivement l'issue du conflit.
John Connor, jeune adulte, n'est pas convaincu d'être débarrassé de la menace de Skynet et ne veut pas de son destin. Alors, il fuit continuellement, vivant de petits boulots, et sans aucun moyen pour le localiser (ni maison, ni téléphone, ni carte de crédit). Le Jugement Dernier ne s'est pas déroulé à la date prévue.
En 1989, Kevin Flynn, un développeur de logiciels et directeur de la société ENCOM International, disparaît soudainement. Vingt ans plus tard, son fils Sam s'intéresse aux projets de la compagnie, désormais dirigée par une assemblée de directeurs mais dont il est toujours partenaire associé par héritage. Peu après une intrusion dans les bureaux d'ENCOM pour y mettre en téléchargement libre un logiciel qu'ENCOM comptait vendre cher, Sam fuit et reçoit chez lui la visite d'Alan Bradley, ancien collègue et ami de son père, qui lui dit avoir reçu un message étrange, car provenant de la salle d'arcade abandonnée de Kevin Flynn. Sam s'y rend et découvre un bureau caché où il est envoyé malgré lui dans la Grille, un monde virtuel créé par son père.
L'histoire se déroule au début d'une ère glaciaire. Un trio peu ordinaire, composé d'un mammouth, Manny, d'un paresseux, Sid, et d'un tigre à dents de sabre, Diego, se retrouve avec un bébé humain. Ils décident de le rendre à ses parents mais l'enfant est celui du chef d'une tribu préhistorique chasseuse de tigres. Diego est chargé par son clan d'attirer Manny et Sid dans un piège pour récupérer l'enfant.
Harry Tasker a une double vie : il est un agent secret travaillant pour la Omega Section - The Last Line of Defense du gouvernement des États-Unis ; mais pour sa famille, il est un banal représentant en informatique, constamment en déplacements professionnels. Sa femme Helen, secrétaire juridique, lasse de ses absences répétées et de sa vie morne, se laisse embobiner par un petit escroc et imposteur des exploits de Harry passant dans les journaux, Simon.
Ancien policier de la route, Max Rockatansky (Tom Hardy) erre désormais seul au volant de son bolide (une Ford Falcon XB 351) dans un monde dévasté où les clans de cannibales, les sectes et les gangs de motards s'affrontent dans des déserts sans fin pour l'essence et l'eau. L'un de ces clans est aux ordres de « Immortan Joe » (Hugh Keays-Byrne), un ancien militaire devenu leader tyrannique. L'une de ses plus fidèles partisanes, l'« imperator » Furiosa (Charlize Theron), le trahit et s'enfuit avec un bien d'une importance capitale pour le chef de guerre : ses « épouses », un groupe de jeunes femmes lui servant d'esclaves et de « pondeuses ».
Un an après avoir réussi à reprendre sa fille des mains de la mafia albanaise, Bryan Mills, ex-agent de la CIA, est en vacances avec sa famille à Istanbul mais doit faire face à Murad, le chef du clan. Ce dernier réclame vengeance après la mort de son fils.
En 2003, dans la prison de Longview, Marcus Wright va être exécuté pour le meurtre de son frère et de deux policiers. Le docteur Serena Kogan, elle-même condamnée par un cancer en phase terminale, tente de le convaincre de léguer son corps à la science. En l'occurrence à la genetic division (section génétique) de Cyberdyne Systems, l'entreprise responsable de la mise au point du programme Skynet. Peu après avoir signé le document que lui a présenté le docteur Kogan, Marcus est exécuté par injection létale.
À Chicago, le docteur Richard Kimble, un chirurgien vasculaire renommé, participe à une longue et délicate intervention chirurgicale. De retour chez lui, il découvre le corps de son épouse assassinée. Accusé du meurtre par la police, Kimble leur affirme qu'il s'est retrouvé nez à nez avec le meurtrier et qu'il s'est battu avec lui, mentionnant qu'il s'agit d'un manchot. Cependant, les inspecteurs chargés de l'enquête doutent de sa déposition et l'inculpent pour homicide, du fait qu'il est le seul héritier de la fortune de sa femme et que, par ailleurs, le soir du meurtre la police a reçu un appel téléphonique son épouse qui semble, apparemment, le désigner comme le meurtrier. Au terme de son procès, Richard Kimble est reconnu coupable et condamné à la peine de mort.
Le meurtre de Leticia "Letty" Ortiz oblige Dominic Toretto, un ancien taulard en cavale, et l'agent Brian O'Conner à revenir à L.A. où leur querelle se rallume. Mais confrontés à un ennemi commun, Arturo Braga, ils sont contraints à former une alliance incertaine s'ils espèrent parvenir à déjouer ses plans. De l'attaque de convoi aux glissades de précision qui les mèneront hors de leurs propres frontières, les deux hommes trouveront le meilleur moyen de prendre leur revanche : en poussant les limites de ce qui est faisable au volant d'un bolide.
Alan rentre chez lui en prenant l'autoroute après avoir acheté une girafe. Toutefois, il cause rapidement un accident, et la goutte d'eau fait déborder le vase : son père lui confie en avoir assez de ses excentricités et le menace de lui couper les vivres s'il ne recommence pas à prendre son traitement. Sa colère provoque chez lui un infarctus.