电影开场是一个手指在键盘上疯狂打字的特写镜头。系统中的文件正在被删除。一个戴眼镜的人正在检查一些小瓶，其中一些瓶子上标有骷髅和交叉骨的图案。一个镜头揭示了这个人是彼得·帕克的父亲，理查德。突然，他的电脑访问权限被切断，他无法完成销毁项目文件的任务。理查德冲出奥氏集团大楼，赶回家中找彼得和他的妻子玛丽。
理查德正在用网络摄像头录制一段信息。“人们会因为我所做的事说我是个怪物……”他听到彼得在叫他，便匆匆结束了录制。他从地下室冲上来，发现房子被洗劫一空。有人在寻找他拿走的文件。一辆车停下，玛丽向彼得告别。理查德将她拉开。彼得显然心烦意乱。他最后一次触摸了理查德的手，并从前门注视着他们。
理查德和玛丽在一架私人飞机上。玛丽提到她已经为他们找到了一个安全的地方，而理查德正在从他的笔记本电脑上传项目文件。他试图安慰她，解释说他们的生活已经永远改变了。理查德不想让彼得经历这一切。就在一名机组人员走出驾驶舱时，玛丽走进了洗手间。理查德对那个人的行为感到非常可疑和警惕。突然，那名机组人员掏出一把枪威胁理查德。他把玛丽锁在洗手间里，准备射杀理查德。就在理查德上传文件时，玛丽意识到不对劲，冲了出来。一场搏斗随之而来，玛丽中枪了！理查德拼命制服了那个暴徒。就在暴徒恢复过来时，玛丽提醒理查德完成上传！
他们来回搏斗，我们看到飞行员已经死了，飞机急速下坠。暴徒再次关闭了笔记本电脑，理查德意识到自己的命运已定。玛丽死了；没有出路了……然而，上传到“罗斯福”的文件必须完成。理查德打碎一扇窗户，用现存最坚固的5类网线抓住了笔记本电脑。暴徒飞出窗外摔死，理查德确认文件已传输完毕。飞机坠毁，画面切黑。
现代
音乐响起，镜头跟随着蜘蛛侠坠向地面。接着是一段令人惊叹的序列，蜘蛛侠在城市中用蛛丝穿梭。他无意中听到一架直升机的无线电，宣布一批在奥氏集团的钚正在遭受围攻。蜘蛛侠立刻行动起来前去帮忙。一个光头、带着俄罗斯口音的家伙（保罗·吉亚玛提 饰）正驾驶着一辆大型拖车。他一边拖走/偷窃奥氏集团的卡车，一边撞毁了许多曼哈顿的车辆。当那个俄国人碾过警车时，武装助手们设置炸药准备炸开货舱门。蜘蛛侠在建筑物之间令人印象深刻地飞荡，紧追不舍。
暴徒们炸开了舱门，跳进了货车。里面有一个装有黄色小瓶的容器，那是他们的目标。蜘蛛侠跳上拖车，和那个俄国人进行了一些蜘蛛侠式的调侃（那家伙显然不知道他是谁）。就在暴徒们准备劫持钚时，我们切换到一个名叫麦克斯（杰米·福克斯 饰）的奥氏集团员工，他抱着一堆蓝图在人群中蹒跚而行。很自然地，图纸从他手中被打落，滚到了街上，恰好在蜘蛛侠和俄国人飞驰过拐角的时候。蜘蛛侠飞身相救，阻止了麦克斯被一辆出租车压扁。蜘蛛侠把图纸递给他，并注意到他在奥氏集团工作，然后飞走了。
那个俄国人显然不知道放射性物质的危险，他撞上了一堆汽车，把暴徒和P-238在货车里弄得东倒西歪。数十辆警车撞上卡车，将其困住。暴徒们从货车里冲出来，用自动武器向警察开火。蛛丝从上方射出，将暴徒们拽起，悬挂在警察们的上方。俄国人趁机逃跑。P-238到处乱弹，蜘蛛侠试图避免灾难，像吊灯一样接住、抛接和摇荡。就在他跳出去回收最后一瓶时，他的电话响了。格温在毕业典礼上等他。他已经迟到很久了。在他和格温开玩笑地调侃时，他幻想着看到她不赞成的父亲坐在一辆纽约警局的巡逻车里经过。他记起了自己曾违背的承诺，要离格温远一点。
格温被叫上台发表告别演说。彼得不在场。镜头切回到卡车追逐。接下来的序列在演讲和蜘蛛侠试图阻止卡车的场景之间来回切换。帕克的蜘蛛感应触发了一个慢动作镜头，他跳过一辆公共汽车以保护一些行人。终于，蜘蛛侠制服了俄国人，拿到了P-238，赶到毕业典礼，并在舞台上亲吻了格温！呼。
梅婶为新毕业生拍了照，然后让他和格温一起离开。他们约好晚上8点见面。彼得瞥见史黛西警长和他的家人站在一起，脑海中听到了他的声音。彼得到达了约会地点，但没有进去。格温在门口见他，他们再次谈论了她的父亲和彼得所作的承诺。彼得左右为难，但格温真的不接受。彼得爱她，但他无法承受因为自己的行为而失去她。格温决定分手。她受够了。
第二天早上，帕克又在进行一次视觉上令人惊叹的城市巡逻。他在风中坠落和摇荡，风吹拂着他的蜘蛛侠战衣。背景播放着一个电台叩应节目，蜘蛛侠救了一个小学生和他的科学项目。他鼓励那个孩子，就像他在电影开头对麦克斯做的那样。书呆子大团结！在一个加长蒙太奇中，一个脱口秀电台的辩论激烈进行，而他则救了一个女孩，换了衣服，救了一家街角小店，并与穿着戏服的纽约人打成一片。当然，他仍然时不时地关注着格温。
在一个与梅婶的可爱场景之后，我们看到麦克斯·狄龙，他在与蜘蛛侠偶然相遇后真的精神失常了。他似乎为自己创造了一个蜘蛛侠的第二人格，并沉浸在一个精心构建的幻想中。奥氏集团正在开发一个新的电网系统，麦克斯是团队的一员。麦克斯的妄想可能也影响到了他的工作生活。他和格温同乘一部电梯，并与她分享了他的蜘蛛侠故事。他不知道的是，格温很欣赏他的着迷。
镜头切换到哈利·奥斯本探望他病重的父亲。诺曼看起来糟透了；他的皮肤变色，手像爪子一样。他卧床不起，看起来已是穷途末路。诺曼嘲笑哈利没有取得更多成就。他们的关系破裂了。这和诺曼的病一样苦涩。他暗示哈利也会遭遇同样的命运。他要求看哈利的手，并注意到它在颤抖……这是疾病的症状。他递给哈利一个存有他研究资料的驱动器。几分钟后，一则新闻广播宣布了诺曼·奥斯本的死讯。
格温收到一条关于她奖学金好消息的短信，而麦克斯则被告知要留下来检查生物电网的一个问题。那个房间里到处是电鳗缸和奇怪的设备，一片狼藉。麦克斯试图修复系统，但最终被电击并掉进了电鳗缸里。他的转变开始了。
镜头切换到一个会议室，哈利正在听取关于奥氏集团各种麻烦的汇报。他在听取信息时转动着那个驱动器。他一点也不在乎。哈利意识到董事会不尊重他。因此，他毫不掩饰地对他们表示蔑视，并将他父亲的助手菲丽西亚（哈代？）提升为他的副手。魅力并非这个家族的遗传。彼得·帕克的名字被报出，引起了房间里人们的惊讶。哈利走出去见彼得。他们已经很多年没见了。在他父亲去世后，他来探望他的老朋友。在一个尴尬的时刻之后，朋友们以一笑泯恩仇，重新联系起来。
镜头切换到公园，哈利和彼得在那里叙旧。哈利似乎真的很高兴能摆脱奥氏集团的戏剧性事件，他们一起在城市里闲逛。哈利为他们关系中的疏远道歉，这引出了关于彼得父母为何离开的对话。一辆货车正在监视他们的谈话，谈话内容转向了麦克斯的事故。他将被当作意外处理掉，以避免另一桩丑闻。
镜头切换到实验室，狄龙的尸体被藏在那里。在一阵电磁干扰中，狄龙的身体在一阵火花中复活了。随着狄龙发现自己力量的本质，电动工具也活跃起来。他抓起一件外套，跌跌撞撞地走出了实验室。
镜头切换到彼得在城里与格温见面。看起来他们要和好了。他们之间有真正的化学反应，彼此在一起时都显得开心多了。
狄龙走到街上，立刻触发了所有汽车的警报。他直接从一辆车里吸走了电力。当他抬头看时，他看到这个城市就像一个由电能组成的矩阵。麦克斯·狄龙想要更多，于是前往时代广场。
回到彼得和格温。他承认他一直在守护着她。她知道他仍然爱着她。这是一个美好的时刻。“这是我能与你相处的最近距离了。”突然，格温投下了一颗重磅炸弹。那个电话是关于牛津大学的奖学金。她是两名决赛选手之一，可能会去英国。就在彼得试图消化这个消息时，他的蜘蛛感应触发了。他望向时代广场。
麦克斯抓住一个电源插座吸取能量。他似乎除了吸收能量外没有任何动机。一个警察要求他停下，麦克斯无意中用他的电磁力掀翻了一辆大卡车。当一群警车包围他时，他瞥见了大电视屏幕上的自己。这是他一生渴望的关注和明星地位。他的情绪爆发，引发了一股能量波，掀翻了警车。蜘蛛侠飞扑过来，在警车压到一个警察前接住了它，并试图劝说麦克斯冷静下来。
仅仅是看到他的英雄似乎就改善了他的精神状态。蜘蛛侠试图劝他冷静一点，并请求狙击手不要开枪。不幸的是，他们开了一枪，激怒了他。当人群为蜘蛛侠欢呼时，麦克斯的内心对话进入了超速状态。他确信自己被背叛了，抓起几根电缆，插入自己的胸膛，将大量电力吸入体内。时代广场陷入黑暗，电光人发出一股强大的能量冲击波，将整个街区撕成碎片。电光人向尖叫的人群发射闪电，并依靠电磁力悬浮在空中。蜘蛛侠用消防水龙头向他喷水，扰乱了电光人的电力，使他坠落到地面。电光人被打倒在地，蜘蛛侠回家看关于这场战斗的新闻。
彼得看了一眼他坏掉的蛛丝发射器，开始全神贯注地解开他父母失踪之谜。他狂热地在互联网上开始研究，试图将所有线索联系起来。
镜头切换到哈利坐在一间宽敞的办公室里。他一边听着新闻报道，一边摆弄着他父亲留给他的驱动器。他感到脖子发痒，当他伸手去抓时，驱动器刺破了他的手指。驱动器掉到桌子上，与桌面显示器发生反应，开始吐出关于一个秘密战斗装甲的信息。哈利查看了更多文件，看到了理查德·帕克解释变异蜘蛛研究的视频……镜头切换到彼得通过观看YouTube视频来试验如何让他的电子蛛丝发射器防电……第二天早上，他的电话响了。是哈利约他见面。哈利说他快死了，需要彼得的帮助来救他的命。在哈利的办公室里，播放着一段理查德和诺曼的视频。他们正在讨论如何将蜘蛛与人类DAN融合以实现奇迹般的治愈。哈利确信蜘蛛侠是成功的关键。哈利需要找到蜘蛛侠，并试验他的血液来找到解药。
与此同时，格温开始在奥氏集团的文件中查找麦克斯·狄龙的资料。她认为他可能就是那个袭击城市的电怪物。
镜头切回哈利，他认为彼得与蜘蛛侠有关系。他需要彼得让他们联系上。场景在哈利/彼得和追踪格温查询的安全人员之间来回切换。他们开始追赶她，她撞上了彼得。他们跳进一个储藏室，她解释说她知道电光人是谁。彼得解释说哈利想要蜘蛛侠的血液，并担心其后果。但回到正题，彼得不希望格温去英国。他们接吻并试图离开大楼。格温跳进一部电梯，里面竟然是……哈利·奥斯本。
镜头切换到莱文克劳夫特研究所的外部，狄龙被收集并储存在那里。显然，这不是一个仁慈的地方。卡夫卡医生解释说他想帮助狄龙。麦克斯难以置信，因为他认出了奥氏集团的技术。在几次试图评估他能力极限的尝试后，狄龙自封为电光人。诡计多端的奥氏集团高管门肯（科鲁姆·费奥瑞 饰）命令将他关闭，电光人被放回中和水箱中。
回到彼得家，梅婶坐在彼得关于他父母的阴谋论蛛网中间。他质问她真相并要求答案。她解释说，他当时被毫无解释地丢在了他们家门口。她开始因沮丧而语无伦次，不愿透露更多关于他父母的事情。彼得解释说他不想取代她，他只是需要知道真相。梅婶让步了，告诉他一些政府官员曾来找过他们。他们声称彼得的父母是叛徒。这对他俩来说都说不通。
镜头切换到哈利的家。他看起来糟透了。蜘蛛侠顺道拜访，解释说给他自己的血是不可能的。这可能会有致命的副作用。哈利不在乎。他不惜一切代价想要血液。哈利快要崩溃了。他很绝望，彼得意识到自己犯了个错误。他即将犯下另一个错误，那就是打断正要去参加奖学金面试的格温。尽管伤透了心，他还是祝她在面试中好运。
他将自己的沮丧发泄在他的阴谋论蛛网上，把它撕得粉碎。在拆除的过程中，他打翻了一罐地铁代币，这引发了一个想法。他研究了地铁，发现了一个曾用于运送罗斯福总统的秘密车站……与开场时理查德试图发送数据的名字相同。
回到奥氏集团。哈利醉醺醺地发着脾气。他确信自己的命运已定，因为超级蜘蛛已经被摧毁了。然而，菲丽西亚认为还有机会。显然，在杀死蜘蛛之前，奥氏集团提取了它们的毒液作为保险措施。哈利开始翻阅文件，寻找那批毒液。显然，门肯一直在利用哈利的安全权限在莱文克劳夫特运营着一个未入账的特殊项目部门。哈利看着电光人的录像，这时门肯冲进了他的办公室。这是一个圈套！门肯利用电光人的灾难将哈利从他的职位上赶走，并夺取了奥氏集团的控制权。
彼得在地铁隧道里寻找他父亲的实验室。他发现了罗斯福车站，并用一枚代币启动了一个开关。渐渐地，轨道打开，露出一辆地下实验室车厢，它轰鸣着启动了。他父亲所有的研究都在这里，文件下载在几年前就已经完成了。理查德的视频解释了诺曼·奥斯本的邪恶行径，同时宣告了自己的清白。理查德·帕克拒绝让他的研究被用于生物武器。
在莱文克劳夫特，哈利闯入去见电光人，击晕了两名警卫并拿走了他们的通行证。回到彼得这边，理查德宣布他将自己的DNA与蜘蛛融合了，这意味着只有拥有他血统的人才能复制这些实验。这就是为什么只有彼得能够无害地继承蜘蛛侠的能力……哈利冲过莱文克劳夫特设施，触发了火警……彼得看着他父亲说彼得是他最重要的人，这让彼得流下了眼泪……
哈利脱下伪装，进入了关押电光人的房间。他取消了电光人的镇静状态。哈利与电光人讨价还价，让他为自己扳倒奥氏集团。哈利利用了麦克斯对友谊的迫切需求，他们同意一起对付蜘蛛侠……当然，电光人在与哈利逃跑前向卡夫卡报了仇。
与此同时，彼得离开地铁站，收到了格温的语音留言。她被牛津大学录取了，并且已经前往机场，以避免当面告别。
在奥氏集团，电光人杀死了门肯的保安，然后哈利走进来，强迫门肯授予他进入特殊项目的权限。电光人冲出去夺回他被盗的电网设计，并瘫痪整个城市。在特殊项目部，哈利给自己注射了蜘蛛毒液“解药”，这引发了一场痛苦的转变为绿魔的过程，而门肯则逃走了。哈利极度痛苦，抬头看到了硬盘视频中的特殊装甲。他在绿光闪烁中痛苦地爬行，向那套战衣移动。进入战衣后，一个治疗程序开始修复他被摧残的系统。
镜头切换到格温，她在去机场的路上堵在了桥上。蜘蛛侠在桥上用蛛丝织了一封情书，这让格温走出了她的出租车。他把她抱起来，带走去谈话。他爱上了她，他们在桥顶上进行了“电影式爱情对话”。彼得将去英国和她在一起。就在他们接吻时，电光人摧毁了城市的电网，让纽约陷入黑暗（并严重影响了空中交通）。格温说发电厂有一个重置开关，但如果电光人把它烧了，城市就再也无法恢复电力了。聪明的格温还想出彼得可以通过磁化他的蛛丝发射器来使其防电。他们用一辆警车的跨接电缆做到了这一点，彼得为了安全把格温用蛛丝固定在一辆车上。
电光人变成了一个活生生的电场，其范围之大足以让整个街区相形见绌。他向蜘蛛侠挑战，要与他一决高下，引发了一段令人眼花缭乱的场面，蜘蛛侠在电光人的爆炸中跳跃，并疯狂地抓住他的蛛网。
与此同时，那架航班急切地想要与地面控制中心取得联系。他们自己的仪器也受到了电光人电场的影响。更糟糕的是，另一架航班正处于拦截航线上。
蜘蛛侠试图让电光人短路，但他已经变得太强大了……他们拳脚相加，电光人 буквально把电吐到蜘蛛侠的头上。格温的磁化技巧奏效了，让彼得能把电光人扔进电网，获得片刻喘息。不幸的是，电光人几秒钟后就回来了，并开始在电网塔之间弹跳时猛击彼得。蜘蛛侠被打得很惨，直到格温开着一辆警车撞向电光人。格温坚持要留下来，他们制定了一个击败电光人的计划。蜘蛛侠会分散他的注意力，而格温则重置系统。这是一场宏大的战斗场面，蜘蛛侠利用他的蜘蛛感应来躲避电击。
蜘蛛侠制造了一张网来引导电光人的能量，并示意格温按下开关。反冲恢复了城市的电力，并似乎摧毁了电光人。恢复的电力避免了飞机相撞，一切似乎都好起来了。直到……哈利驾着他的恶魔滑翔翼尖叫着冲进来，疯狂地大笑。看到他们两人在一起，哈利猜出彼得就是蜘蛛侠，并决定通过伤害格温来伤害彼得。彼得恳求他放过格温。哈利照做了，把她从滑翔翼上扔了下去。彼得跳下去救她，但哈利扔下了一个南瓜炸弹来解决问题。一场极速的战斗展开，哈利和彼得激烈搏斗，而格温则试图避免成为附带伤害。
格温坠落，彼得用蛛丝接住了她，阻止了她的下坠。哈利猛扑过来，把彼得钉在一个钟轮上。随着机械装置的移动，它会切断他的蛛网，让格温坠入宿命。彼得制住了哈利，并把脚卡在机械装置上以保住格温，但无济于事。轮子转动，蛛网断裂，格温坠落。时钟的损坏也干掉了哈利，彼得跳过残骸去救他的爱人。蛛丝线接住了，但冲击力折断了她的脖子……瞬间杀死了她。这个姿势完美地模仿了漫画书。彼得温柔地抱着她毫无生气的身体，恳求她留在他身边。
镜头切换到她的葬礼。史黛西夫人悲痛欲绝。彼得和梅婶在后面等着，直到家人离开。彼得独自坐在她的墓前，一系列镜头显示他在几天？几个月？的时间里守护着她的墓地。
镜头切换到莱文克劳夫特。哈利在一个牢房里。一个笼罩在阴影中的访客正在讨论一个计划。蜘蛛侠悲痛欲绝，不再行动。哈利有一个计划，并希望“保持小规模”。显然，他们所需要的一切都在奥氏集团。
镜头切换到奥氏集团大厦。菲尔斯先生（那个在阴影中的男人）走过一个放有特殊装备的房间。章鱼博士的机械臂、秃鹫的翅膀、犀牛人的战衣……他们将把他救出来，让他对抗整个城市。一则新闻广播指出他已经失踪了五个月。梅婶对蜘蛛侠的消失表示担忧。彼得被悔恨吞噬，但他拿起一个U盘，观看了格温的演讲。记起她的勇敢，他打开衣柜，拿出了制服。
犀牛人刚刚抢劫了一家银行，正在城市里横冲直撞。他优越的装甲正在突破警察的防线。受他英雄的启发，那个参加科学展览的孩子穿上了一套蜘蛛侠服装，跑出去面对犀牛人。令人难以置信的是，犀牛人上钩了，向他走去。直到真正的蜘蛛侠飞扑进来。犀牛人冲锋……蜘蛛侠挥舞着井盖，我们进入了片尾字幕……
片尾彩蛋
《X战警：逆转未来》的一段预告片。一些士兵被关在一个半圆形铁皮屋里。他们看起来有点像变种人。一名军官走了进来，一个特种部队的家伙下令将他们转移。那个“军官”质疑特种部队的权威，并迅速变身为魔形女。蛤蟆人伸出舌头抢走一把枪，而瘟疫？让一些人生病，某个有眩晕能力的人？让其他人头晕目眩。最后，浩劫？轰炸了其他士兵。当被问及埃里克（万磁王）时，魔形女说她现在是单干。他们登上了一架军用飞机，准备起飞。