Lilith (Cate Blanchett), uma infame caçadora de recompensas com um passado misterioso, retorna para o lugar onde cresceu, Pandora, o planeta mais caótico da galáxia. Sua missão é encontrar a filha desaparecida de homem mais poderoso do universo, Atlas (Edgar Ramírez). Lilith forma uma aliança inesperada com uma equipe de desajustados – Roland (Kevin Hart), um mercenário experiente em uma missão; Tiny Tina (Greenblatt), uma feroz pré-adolescente; Krieg (Munteanu), o protetor musculoso de Tina; Tannis (Curtis), o cientista excêntrico que já viu de tudo; e Claptrap (voz de Jack Black), um robô esperto. Juntos, esses heróis improváveis devem combater uma ameaça alienígena e bandidos perigosos para descobrir um dos segredos mais explosivos de Pandora. O destino do universo está nas mãos deles.