Постапокалиптический мир, где выжившие укрываются под землей, отправляет Джеймса Коула в прошлое, чтобы тот предотвратил пандемию, уничтожившую 99% человечества. В 1996 году он сталкивается с Джеффри Гойнсом, сыном известного вирусолога, чье имя связано с загадочной организацией «Армия двенадцати обезьян». Однако память героя фрагментарна, а видения будущего смешиваются с детскими кошмарами о львах и вокзале. Психиатр Кэтрин Рейли видит в нем пациента, но постепенно сама погружается в пучину его навязчивых идей. Реальность начинает трещать по швам: то, что кажется бредом, оказывается пророчеством, а отчаянная попытка изменить ход истории лишь подтверждает неумолимость рока. Финальный аккорд — бесконечный цикл, где прошлое, настоящее и будущее замыкаются в зловещую спираль, оставляя зрителя наедине с вопросом: можно ли вообще избежать предопределенного конца?