Em 1995, em Kree, planeta capital do Império do Hala, Starforce membros Vers sofre com pesadelos recorrentes envolvendo uma mulher mais velha.
Yon-Rogg , seu mentor e comandante, treina-a para controlar suas habilidades, enquanto a Inteligência Suprema , uma inteligência artificial orgânica que age como governante dos Kree, pede que ela mantenha suas emoções sob controle.
Durante uma missão para resgatar um agente disfarçado de Kree que se infiltra em um grupo de Skrulls , metamorfos alienígenas com quem os Kree lutam há séculos, Vers é capturado pelo comandante de Skrull, Talos, e submetido a uma sonda de memória.
Ela consegue escapar e, inadvertidamente, pilota uma cápsula para a Terra, caindo em Los Angeles . Sua presença atrai a atenção dos agentes da SHIELD Nick Fury e Phil Coulson, cuja investigação é interrompida por um ataque Skrull.
Na perseguição que se seguiu, Vers recupera um cristal contendo suas memórias extraídas e Fury mata um Skrull representando Coulson. Talos, disfarçado como Diretor da SHIELD, Keller, convence Fury a conhecer e trabalhar com Vers.
Usando a autorização de segurança de Fury, Vers descobre que ela foi uma piloto da Força Aérea dos EUA que foi presumida morta em 1989 após testar um motor experimental projetado pela Dra. Wendy Lawson , que ela reconhece como a mulher mais velha de seus pesadelos e amiga da ex-piloto Maria Rambeau. Os dois escapam de Talos em um Quinjet , com o gato de Lawson, Goose, e voam para Nova Orleans, Louisiana, para se encontrar com Rambeau.
Um talo perseguidor chega à casa dos Rambeau assim que Vers descobre que seu nome verdadeiro é Carol Danvers. Ele revela que os Skrulls são refugiados em busca de um novo lar e Lawson era um renegado de Kree ajudando-os.
Ele então joga a caixa preta recuperada do avião de Lawson, levando Danvers a recuperar suas memórias e lembrar o dia do acidente: Lawson disse a ela para destruir o núcleo de energia do motor antes de ser morto por Yon-Rogg e ela absorveu a energia do seguinte explosão ao custo de perder todas as suas memórias.
Talos, em seguida, leva o grupo a um navio de laboratório camuflado orbitando a Terra, onde vários Skrulls estão escondidos e protegendo o Tesseract , a fonte do núcleo energético.
Starforce captura Danvers e a traz antes da Inteligência Suprema. Durante a conversa, Danvers remove um implante de Kree que estava suprimindo seus poderes, obtendo acesso total a todas as suas habilidades. Em seguida, uma batalha ocorre, durante a qual Fury recupera o Tesseract e Goose, que é revelado como um alienígena que abriga uma dimensão de bolso, consome e depois arranha seu olho esquerdo.
Danvers destrói mísseis balísticos disparados pelo oficial de Kree Ronan, o Acusador , forçando ele e suas forças a recuar. Ela então domina Yon-Rogg na Terra e o envia de volta a Hala com um aviso para a Inteligência Suprema.
Danvers parte para ajudar os Skrulls a encontrar um novo mundo, dando a Fury um pager modificado para contatá-la em uma emergência. Enquanto isso, Fury elabora uma iniciativa para procurar mais heróis como ela e muda o nome depois de encontrar uma foto de Danvers embarcando em seu jato da Força Aérea, que tem o indicativo de chamada “Vingador”.
Em uma cena de créditos médios definida nos dias atuais, Steve Rogers , Natasha Romanoff , Bruce Banner e James Rhodes estão monitorando o pager, que Fury ativou antes de sua desintegração, [N 1] quando Danvers aparece e pede o paradeiro de Fury. [N 2] Em uma cena pós-créditos em 1995, Goose sobe na mesa de Fury e tosse o Tesseract.
