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公元2035年，人类被一种由12只猴子组成的军队开发的病毒侵蚀。大多数人在这场病毒灾难中丧生。只有少数人侥幸逃脱，但只能在黑暗的地下仓促生存。1996年，科学家决定派人穿越时空，追溯12猴大军的起源。囚徒詹姆斯·科尔（布鲁斯·威利斯饰）被选为志愿者。一次偶然的机会，科尔回到了1990年，当他向当时的人们描述未来的灾难时，被诊断出患有精神分裂症的医生凯瑟琳·雪莉（玛德琳·斯托饰）带走了。科尔在患者同伴杰弗里·戈因斯的帮助下逃脱并回到了未来。科尔再次被送回了1996年，因为12猴大军的来历不明。这一次，科尔发现，12猴大军的起源地在费城。他找到了凯瑟琳医生，两人踏上了追查十二猴大军的冒险之旅！
