Em 1988, Peter Quill (Chris Pratt) , uma criança que acabou de perder a mãe, é abduzida por um grupo de piratas espaciais liderados por Yondu Udonta (Michael Rooker), os Ravangers. Vinte e seis anos depois, já adulto, Quill se tornou um mercenário, e ganha o nome de Senhor das Estrelas.
Quando ele rouba uma esfera metálica no planeta Morag, passa a ser procurado por vários caçadores de recompensa, já que o poderoso vilão Ronan também possui interesse no artefato. Para escapar do perigo, Peter Quill conta com a ajuda de inacreditáveis criaturas: Groot, uma árvore humanoide (Vin Diesel), Gamora (Zoe Saldana), sombria e perigosa, o guaxinin tagarela e rápido no gatilho, Rocket Racoon (Bradley Cooper) e Drax , O Destruidor (Dave Bautista), um ser bastante vingativo.
Mas o Senhor das Estrelas descobre que a esfera que roubou possui o poder de mudar os rumos do universo.