1988年，少年彼得‧奎爾目睹母親梅爾迪絲‧奎爾因腦癌去世後，被星際盜賊軍團「破壞者」（Ravager）擄走至宇宙，而破壞者領袖勇度將他養育長大、將他訓練成為一位自稱「星爵」的星際大盜。成年後，奎爾一人來到廢棄星球莫拉格，聽著母親生前留給他的《勁爆歌曲大帝國第一輯》盜取到「宇宙靈球」，但一個為克里狂暴份子羅南賣命的機器人克勞斯突然走進來打算抓捕他並搶走靈球，奎爾雖然最後逃出星球，但行蹤不小心被勇度發現，還被勇度放出懸賞。宇宙兩大帝國「新星帝國」（Nova）與「克里帝國」（Kree）之間建立的和平，因為羅南的濫殺無辜而受到威脅；羅南當時和宇宙霸王薩諾斯結盟，幫助他奪回靈球來換取摧毀柴達星的條件，而在羅南身邊服侍的薩諾斯養女葛摩菈自告奮勇去執行。

奎爾來到柴達星打算將靈球賣掉時被葛摩菈搶跑，一對賞金獵人火箭浣熊和格魯特看上奎爾的賞金而加入鬥爭。但螳螂捕蟬、黃雀在後，四個人全部被新星軍團逮捕，集體關進奇恩星際監獄。監獄中的大部分囚犯仇視著身為羅南幫兇的葛摩菈，當中包含妻女均被羅南屠殺的德克斯，葛摩菈透露說她是為了將靈球賣掉藉以得到解脫，眾人於是決定先達成共識，火箭與格魯特單單隨機應變，就帶著奎爾、葛摩菈與隨行的德克斯逃出監獄。眾人來到由上古神族被切斷的頭骨所改造的無政府採礦殖民地知無領域中，見到收藏宇宙稀有物品的坦納裡‧帝凡。帝凡展示藏於靈球中的六種「無限寶石」之一的「力量寶石」，但帝凡的僕人卡琳娜經不起寶石的誘惑，在空手與寶石接觸的情況下被炸個粉身碎骨。

能量釋放剛好炸燬帝凡收藏館，奎爾等人逃出後計畫打算將靈球交給新星軍團保管。德克斯因為急切想復仇而將羅南等軍隊傳喚過來，在自不量力下被羅南空手擊敗。葛摩菈則開工業飛船離開，而羅南的隨從、葛摩菈的妹妹涅布拉立刻開艦艇率軍追趕她，追到領域外後擊毀葛摩菈的船後將靈球拿走，奎爾不想讓葛摩菈死去而冒險跑出飛船，救下她的同時則一起被勇度抓獲。得到靈球的羅南對薩諾斯心生不滿，自行握住寶石後將其合為一體，聲言解決完柴達星就會去殺薩諾斯。格魯特救醒德克斯後，德克斯徹底理解到他的復仇行為是愚蠢之舉。奎爾與葛摩菈一起說服勇度等人幫助他們阻止羅南，而勇度在以寶石歸自己的條件下與奎爾等人合作，而火箭、格魯特與德克斯在奎爾的說服下決定阻止羅南。

破壞者安排好作戰計畫後共同襲擊羅南的戰艦「暗星號」，而新星軍團指揮官伊拉妮‧雷爾疏散城市。當所有的新星軍團戰機全部集合起來，合為一個巨大防護罩來阻止暗星號登陸時，但在羅南在輕輕一擊之下，所有戰機全部被粉碎。火箭等人在頑強抵抗敵軍，進入暗星號內部的奎爾等人開始尋找羅南。奎爾一方擊敗克勞斯和其他衛兵，葛摩菈打敗涅布拉，卻使她跳出去搶一艘船逃至宇宙。奎爾衝進羅南所在的艦橋對他開一炮時，卻發現羅南被寶石護身而沒有死，火箭開船撞進艦橋而使暗星號開始墜落，格魯特決定自我犧牲而為所有人創造一個樹木保護層。在暗星號墜毀後，格魯特化為一堆碎屑，但羅南依然走出殘骸。正當羅南要給柴達星致命一擊時，奎爾開始唱著歌手舞足蹈來轉移注意力，讓德克斯拿大炮將羅南的鎚仗打碎。

奎爾握住暴露出來的寶石後開始被能量吞噬，但葛摩菈、德克斯與火箭卻一同加入奎爾的行列以生死與共。然而，奎爾等人奇蹟般地將寶石控制在手心上，羅南對此難以置信時，奎爾用寶石釋出能量將羅南粉身碎骨。葛摩菈將寶石封於一個球體中，勇度等人到場後拿走被奎爾暗中掉包、裝有一個娃娃的球體。新星軍團對奎爾等人的壯舉心存感激，不但協助他們重新修復米蘭號，並告知奎爾其實是人類和一種古老外星生物的混血，源於他自小就沒見過的「父親」。奎爾將裝有寶石球體交給軍團看管，並終於釋懷童年陰影而打開母親死前留給他的信件與禮物，聽著禮盒中裝的《勁爆歌曲大帝國第二輯》。火箭將格魯特的主根碎屑插在花盆中，繁殖出格魯特的兒子，眾人則開船飛往宇宙。

在知無領域，帝凡坐在他毀於一旦的收藏館中包紮傷口、喝著雞尾酒澆愁，其中一個收藏品「太空狗」跑來舔他，坐在他旁邊喝酒的另一個收藏品霍華鴨只覺得這非常噁心。