Rok 2035, Ziemia jest wyludniona. Wyginęło 99% ludzkiej populacji. Ci, którzy przeżyli, schronili się w specjalnych podziemnych konstrukcjach. A wszystko to za sprawą szaleńca, który w 1996 r. wprowadził śmiertelnego wirusa. Jedyną szansą na przezwyciężenie zarazy jest zdobycie pierwotnej, nie zmutowanej wersji wirusa, dzięki której będzie możliwe przygotowanie serum. A tego dokonać można tylko w jeden sposób, wysyłając w przeszłość posłańca, który zdobędzie próbkę. Jest to misja niezwykle niebezpieczna, dlatego są do niej wybierani „ochotnicy” z więzień przyszłości. Jednym z nich jest Cole (Bruce Willis). Zostaje on jednak przez przypadek wysłany do roku 1990. Trafia do szpitala psychiatrycznego, gdzie poznaje dwie osoby, które odegrają w jego życiu ogromną rolę: doktor (Madeleine Stowe) i szalonego (Brad Pitt). Sześć lat później, bezpośrednio przed zakażeniem wirusem, Cole znów wraca „do przeszłości”, by dotrzeć do radykalnej organizacji „12 małp”.