In dieser Science-Fiction-Abenteuerwelt, die in den 1930er-Jahren spielt, beginnt die New Yorker Reporterin Polly Perkins zu ermitteln, warum so viele berühmte Wissenschaftler als vermisst gemeldet werden. Bald erhält sie Hinweise, denn seltsame fliegende Maschinen und riesige Roboter bedrohen die Stadt. Zum Glück ist ihre alte Flamme, der Pilot Captain Joseph Sullivan alias Sky Captain, da, um die Bösen mit der Flying Legion im Kampf zu besiegen, in seinem Warhawk P-40. Jetzt muss Polly mit Sky Captain nach Nepal fliehen, um einen verrückten Wissenschaftler, Dr. Totenkopf, zu finden, der anscheinend die Welt zerstören will!