2035. La quasi totalité de la population mondiale a été décimée par un mal mystérieux. Les survivants, réfugiés sous terre, mettent tous leurs espoirs dans un voyage à travers le temps pour prévenir la catastrophe. Désigné pour cette mission, James Cole (Bruce Willis), prisonnier condamné à perpétuité, débarque en 1996. Là, il rencontre Jeffrey Gaines, fils rebelle et détraqué d'un scientifique cruel, ainsi que le Dr. Kathryn Railly, psychiatre, qui va tenter d'élucider avec lui les mystérieux signaux lancés par une association secrète connue sous le nom de l'Armée des 12 singes...