故事发生在1862年的伦敦，詹姆斯（埃迪·雷德梅恩 Eddie Redmayne 饰）是一位非常有理想抱负的年轻科学家，致力于研究天气预报技术，然而，经济上的窘迫让他无法使用自己的热气球将研究成果带上天空，于是，他找到了名为艾米莉亚（菲丽希缇·琼斯 Felicity Jones 饰）的女子。
艾米莉亚是一个经验非常丰富的热气球飞行员，如今却沉溺在一段痛苦的往事之中无法自拔。她答应了詹姆斯的请求，两人共同驾驶着热气球开始了他们的冒险，并且凭借着智慧和勇气抵达了人类从未涉足过的高度。然而，当他们飞的越高
繁华大都会美国纽约，邪恶领袖施莱德率领的大脚帮在城市内为非作歹，甚嚣尘上。安保公司老板埃里克·萨克斯（威廉·菲德内尔 William Fichtner 饰）推出最新安保系统，发誓维护城市的和平。第6频道女记者爱普尔·奥尼尔（梅根·福克斯 Megan Fox 饰）偶然拍到大脚帮被四名神秘侠客挫败的画面，在第二次遭遇非常事件时，她惊讶地发现四名侠客竟然是变异后的巴西龟：拉斐尔、列奥纳多、米可朗基罗、多纳泰罗。忍者神龟的名字勾起了爱普尔儿时的记忆，当年她的父亲与萨克斯正是研究生物变异实验的伙伴。她将这个消息告
城市在恢复平静后，大反派重新召集旧部卷土重来，并勾结外星恶势力朗格试图称霸地球，忍者神龟莱昂纳多（皮特·普劳泽克 Pete Ploszek 饰）、拉斐尔（阿兰·里奇森 Alan Ritchson 饰）、多纳泰罗（杰瑞米·霍华德 Jeremy Howard 饰）和米开朗基罗（诺尔·费舍 Noel Fisher 饰）与女记者艾蓓丽尔·奥尼尔（梅根·福克斯 Megan Fox 饰）、韦恩·芬威克（威尔·阿奈特 Will Arnett 饰），及面具义警凯西·琼斯（斯蒂芬·阿梅尔 Stephen Amell 饰）
