Passado nos anos 90, Capitão Marvel é uma aventura num período inédito na história do Universo Cinemático da Marvel que segue o percurso de Carol Danvers à medida que se torna numa das heroínas mais poderosas do Universo. Quando uma guerra galáctica entre duas raças alienígenas atinge a Terra, Danvers e um pequeno grupo de aliados dão por si no centro do turbilhão.

Passaram vinte anos após os acontecimentos de "Matrix Revolutions". Neo leva uma vida aparentemente normal em São Francisco sob a sua identidade original de Thomas A. Anderson e frequenta um terapeuta que lhe prescreve comprimidos azuis para contrariar as estranhas memórias que ocasionalmente o atormentam. Também conhece uma mulher que parece ser Trinity, mas não se reconhecem um ao outro. Quando uma nova versão de Morpheus lhe oferece um comprimido vermelho, a mente de Neo reabre-se ao mundo da Matrix, que se tornou mais segura e perigosa nos anos decorridos desde a infecção Smith, e Neo volta a juntar-se a um grupo de rebeldes para lutar contra um novo inimigo.

Ava ingere pílulas e álcool em uma noite de festa, vindo a passar mal e desmaiar. Desperta solitariamente e se dirige para casa. Porém ao deparar consigo deitada em sua cama, descobre que alguém apossou-se de seu corpo. Um viajante temporal está usurpando sua identidade e sua vida. Além disso não está sozinho, pois existem outros vivendo no presente para alterar o futuro. Sem o próprio corpo, Ava é um fantasma virtual, silencioso e invisível para o mundo. E diante das barreiras do impossível, ela sabe que é a única que pode conter os viajantes e colocar a linha temporal em seu curso.