Trong một thế giới bị tàn phá bởi dịch bệnh hạch, James Cole, một tù nhân nguyện viên, được trao cơ hội tạm tha nếu đồng ý một nhiệm vụ đầy rủi ro: du hành ngược thời gian đến năm 1990 để cản trở sự bùng phát của căn bệnh dịch lỗi thời. Lòng đất là nơi duy nhất còn an toàn cho những người sống sót, trong khi bầu không khí bên ngoài trở nên độc hại và chết người. James Cole trở về năm 1990 nhưng bị giam cầm tại một cơ sở tâm thần vì những lời cảnh báo của anh về thảm họa kinh khủng được cho là điên rồ. Tại đây, ông gặp gỡ tiến sĩ Kathryn Railly, một nhà khoa học đầy lòng nhiệt huyết, và Jeffrey Goines, con trai của một nhà khoa học nổi tiếng có liên quan đến sự phát sinh của virus. Mặc dù tràn đầy những nghi kỵ, James Cole thuyết phục Dr. Railly rằng cái chết khôn cùng đang chờ đợi chúng ta, và sau phân tích kỹ càng, cô đồng ý hợp tác. Khi James Cole và Dr. Railly dấn sâu vào cuộc điều tra, họ khám phá ra đường dẫn đến một tổ chức bí mật có tên là đội quân của mười hai con khỉ. Những tín hiệu từ quá khứ và hiện tại liên tiếp xuất hiện khiến James Cole phải suy tư về thực tại, kẻ thù và khả năng hiểu nhận của bản thân. Liệu Jeffrey Goines, người dường như là một kẻ mất trí, đây có phải là chìa khóa quan trọng để giải mã bí ẩn và ngăn chặn thảm họa hạch?