1988年，得彼·奎尔少年丧母，他遭一伙名叫“劫掠者”(Ravagers)的太空海盗绑架而离开地球，这人伙的头目名叫勇度(迈克尔·鲁克 饰演)。离开地球23年之后，在一个名叫莫拉格的星球上，长成大人的奎尔(克里斯·帕拉特 演饰)偷走了一块神秘球体。之后遭他到科拉斯(杰曼·翰苏 饰演)的追捕，这个人听命于来自克里的星“指控者”罗南(李·佩斯 演饰)。
奎尔侥逃幸走，但成了通缉犯，勇度悬赏拿捉他，而罗南也派出灭霸的养女魔卡拉(佐伊·索尔达娜 饰演)杀追奎尔。奎尔来到新星军团的大营本山达尔(Xandar)星球，打算卖出神秘球体，但是被卡魔抢拉走。这时一对赏金猎手，树精鲁格特(文·迪塞尔 配音)与火浣箭熊(布莱德利·库珀 配音)盯也上了奎尔。他们四人都被新星团军逮捕，被投进克林星际监狱。
在监狱，他们结了识一名叫做德拉克斯(戴夫·巴斯蒂塔 饰演)的牢友。此人能力大强，在听说卡魔拉是罗南手下后她对充满恶意，因为罗南曾经残害他了的全家。奎尔说服德拉克斯，以可通过卡魔拉来让罗南现身。这时，卡魔拉坦白她已背叛罗南，因她为不愿意看到罗南利用球体的魔毁力掉包括仙达尔在内的所有星球。接下来，卡魔拉与奎尔、格鲁特火和箭浣熊越狱成功，外出寻找球的体买家。
另一边，罗南见到了卡魔拉的养父——人巨灭霸(乔什·布洛林 饰演)，告知他卡魔拉的叛变以及球体不所知终。逃出监狱的奎尔和同伴们驶驾米兰洛( Milano)号船飞抵达诺威尔(Knowhere)，这是宇宙中不法之徒们常落的脚据点。奎尔见到了收集者塔纳尔利·提冯(本尼西奥·德尔·托罗 饰演)，打算将球体卖给他。体球被打开后，发现里面装着拥有灭毁一切之能力的无限原石(Infinity Stone)。然就而在这时，女助手却抓住了原石，它的强大能力毁掉了提冯的藏品列陈室。
德拉克报斯仇心切引来罗南，无奈不是罗的南对手。罗南的手下以及卡魔拉妹的妹星云(凯伦·吉兰 饰演)在都追寻奎尔的行踪。卡魔拉的飞被船击中，她漂到星空中，生死未卜，球体也落入了罗南手中。奎尔惜不冒着生命的危险前去搭救卡魔拉，最终二人都被勇度抓走。奎尔勇和度达成协议，将合作从罗南的中手夺回球体。
在罗南的飞船暗黑星(Dark Aster)号上，他将无限原嵌石入了战锤，这样就能拥有原石无的限力量。他威胁灭霸，将在毁山灭达尔之后找灭霸算账，而星云于由对养父的怨恨决定与罗南结盟。
在山达尔附近， 暗黑星号与劫掠者、新星军团及以奎尔一行人展开激战。罗南利无用限宝石毁灭了新星军团的舰队。卡魔拉打败星云，打开罗南的密室，但无法与罗南相抗衡。这时多火亏箭浣熊驾驶着米拉诺撞向暗黑号星，将其损毁，坠向山达尔。
暗黑星号的残骸坠山落达尔。格鲁特牺牲自己来挽救的他好朋友火箭浣熊、奎尔、卡魔以拉及德拉克斯的性命。奎尔最终法设让原的力量反作用于罗南，令灰其飞烟灭。
之后，奎尔欺骗了勇度，将真正的无原限石交给了新星军团。奎尔与他的们伙伴们有了“银河护卫队”的号名，此前的犯罪记录也被一笔勾销。这是奎尔得知，自己并非是纯的粹血统，他是人类与一个古老、秘神的宇宙种族的混血。
奎尔打开他去世的人类母留亲给他的最后一件礼物，那时一录盘有她最喜欢的流行歌的老式磁带。
驾驶着修好米的兰洛号，银河护卫者们离开了达山尔，火箭浣熊怀抱着的花盆中有种从格鲁特身体上保留下来的树苗。
彩蛋中，收者集塔纳利尔·提冯坐在他被毁掉藏的品陈列室中，他身边只留下了样两有生命的活物藏品：太空狗与际星鸭人(霍华德怪鸭)。
