一群美國人在南極發現一個巨大的飛船遺骸，它們進入到機艙之中，在裡面發現一個星星盾牌，找到了美國隊長，時間回到在1942年，一群德國納粹強行進入了教堂裡，德國納粹到處翻找一些東西，最後他們找到了一個發光體。並殺死了裡面的老人，在一個徵兵營裡，有一個年輕人叫史蒂夫，因為身體素質不達標，軍隊不收他，隨後他們來到萬國博覽館，來排解情緒，史蒂夫非常想參軍為國效力，有一個博士找到了他，問了他的人生志願，就幫史蒂夫進入了部隊，原來德國納粹搶到的那個發光體是一個能量源，他們要利用能量源製造武器。
史蒂夫來到軍營之後，每次參加訓練他成績都倒數，雖然史蒂夫的體力不夠好，材也不夠強壯，但是他的頭腦比較聰明，是個樂於助人的士兵，博士挑選了史蒂夫作為實驗對象，史蒂夫不明白要選擇自己，原來博士來自於德國，德國科學家研究出了一個可以強化人們體能的血清，它可以增強人的各種方面，但是還有稍微的不穩定，善良的人變得更加善良，邪惡的人會變得更邪惡，博士選擇史蒂夫正是因為他的善良與奉獻，博士告誡史蒂夫，做一個好人而不只是一個好兵，納粹為了保證自己的勝利，想要殺死博士，卡特女特工帶著史蒂夫來到了一家古董店，進去之後發現，這是一個隱藏的科學實驗室。
他們要給史蒂夫注射這個可以增強人的血清，史蒂夫躺在床上，隨後給他注射了血清，史蒂夫在裡面痛苦的大叫，但是堅持讓注射完血清，注射成功了，史蒂夫走出來，成了一個特別強壯的人，正當大家正在歡呼雀躍之時，一個德國間諜向博士開槍，搶走了血清，博士中彈身亡，眾人去追擊間諜史蒂夫也衝了出去，他的速度和爆發力驚人，他追上了間諜的車，間諜逃下了車，而且綁一個人質，隨後放棄人質，坐上了事先準備好的船，史蒂夫跟了上去，他打沉了船，抓到了間諜，間諜自殺了，德國人利用搶來的能量源，也研製出了一個強大的武器。由於史蒂夫很強大，他成了政府的宣傳工具，他還拍了電影。
倡導人們參軍還債券，在民眾這邊很受歡迎，為政府提供了大量的資金，史蒂夫想要去上前線打仗，他聽說有一隊士兵受困了，裡面有他的好朋友，他決定去營救，他們乘著飛機準備想直接降落到那個地方，沒想到被敵人發現了，美國隊長請成功潛入軍營，來到他們的武器製造倉庫，拿到了一個樣品武器，隊長成功的救出來了很多俘虜，俘虜搶了一些德國軍隊的坦克，他們的新型武器火力特別強大，戰俘們逃了出來，為了殺死美國隊長。
國納粹決定炸了軍火庫，軍隊這邊聯繫不到隊長，甚至認定隊長已經陣亡了，不久美國隊長帶領著營救出來的士兵回來了，隊長把德國納粹的兵工廠的位置也記了下來，上面決定派遣一些特工炸掉這些兵工廠，隊長和他的朋友們在酒館裡喝酒慶祝，瓦特特工告訴美國隊長。軍隊為他準備了一些新裝備，美國隊長挑選了一個盾牌，美國隊長因為營救了400名戰俘，被大家敬重，他成立了一個特工隊，美國隊長帶領著特工們，毀掉了一個又一個的兵工廠，德國軍隊節節敗退，受到了很大損失，在一次任務上，特工們爬上了火車，在和德國納粹戰鬥的時候，美國隊長的好朋友掉下了懸崖，德國的佐拉博士被美國人抓住了。
納粹製造了一些超級強的士兵，美國隊長因為自己朋友的死亡非常傷心，決定消滅最後一個兵工廠，隊長以自己為誘餌，先被德國人抓住了，美國士兵趁機潛入進去，經過一番混戰這個基地也被打敗了，納粹頭目要坐飛機直接轟炸紐約，美國隊長爬上的飛機，跟納粹頭目大戰一場，他成功打敗了納粹頭目，能量源也從飛機上掉了下去，為了保護城市，美國隊長決定把它開到海裡，最後紐約安全了，飛機墜落在了冰山上，美國隊長被冰封了，他一直沉睡了七十年，來到了二十一世紀。