1988年，彼得·奎爾少年喪母，他遭壹夥名叫“劫掠者”(Ravagers)的太空海盜綁架而離開地球，這夥人的頭目名叫勇度(邁克爾·魯克 飾演)。離開地球23年之後，在壹個名叫莫拉格的星球上，長大成人的奎爾(克裏斯·帕拉特 飾演)偷走了壹塊神秘球體。之後他遭到科拉斯(傑曼·翰蘇 飾演)的追捕，這個人聽命於來自克裏星的“指控者”羅南(李·佩斯 飾演)。
奎爾僥幸逃走，但成了通緝犯，勇度懸賞捉拿他，而羅南也派出滅霸的養女卡魔拉(佐伊·索爾達娜 飾演)追殺奎爾。奎爾來到新星軍團的大本營山達爾(Xandar)星球，打算賣出神秘球體，但是被卡魔拉搶走。這時壹對賞金獵手，樹精格魯特(文·迪塞爾 配音)與火箭浣熊(布萊德利·庫珀 配音)也盯上了奎爾。他們四人都被新星軍團逮捕，被投進克林星際監獄。
在監獄，他們結識了壹名叫做德拉克斯(戴夫·巴蒂斯塔 飾演)的牢友。此人能力強大，在聽說卡魔拉是羅南手下後對她充滿惡意，因為羅南曾經殘害了他的全家。奎爾說服德拉克斯，可以通過卡魔拉來讓羅南現身。這時，卡魔拉坦白她已背叛羅南，因為她不願意看到羅南利用球體的魔力毀掉包括仙達爾在內的所有星球。接下來，卡魔拉與奎爾、格魯特和火箭浣熊越獄成功，外出尋找球體的買家。
另壹邊，羅南見到了卡魔拉的養父——巨人滅霸(喬什·布洛林 飾演)，告知他卡魔拉的叛變以及球體不知所終。逃出監獄的奎爾和同伴們駕駛米蘭洛( Milano)號飛船抵達諾威爾(Knowhere)，這是宇宙中不法之徒們常落腳的據點。奎爾見到了收集者塔納利爾·提馮(本尼西奧·德爾·托羅 飾演)，打算將球體賣給他。球體被打開後，發現裏面裝著擁有毀滅壹切之能力的無限原石(Infinity Stone)。然而就在這時，女助手卻抓住了原石，它的強大能力毀掉了提馮的藏品陳列室。
德拉克斯報仇心切引來羅南，無奈不是羅南的對手。羅南的手下以及卡魔拉的妹妹星雲(凱倫·吉蘭 飾演)都在追尋奎爾的行蹤。卡魔拉的飛船被擊中，她漂到星空中，生死未蔔，球體也落入了羅南手中。奎爾不惜冒著生命的危險前去搭救卡魔拉，最終二人都被勇度抓走。奎爾和勇度達成協議，將合作從羅南的手中奪回球體。
在羅南的飛船暗黑星(Dark Aster)號上，他將無限原石嵌入了戰錘，這樣就能擁有原石的無限力量。他威脅滅霸，將在毀滅山達爾之後找滅霸算賬，而星雲由於對養父的怨恨決定與羅南結盟。
在山達爾附近， 暗黑星號與劫掠者、新星軍團以及奎爾壹行人展開激戰。羅南利用無限寶石毀滅了新星軍團的艦隊。卡魔拉打敗星雲，打開羅南的密室，但無法與羅南相抗衡。這時多虧火箭浣熊駕駛著米拉諾撞向暗黑星號，將其損毀，墜向山達爾。
暗黑星號的殘骸墜落山達爾。格魯特犧牲自己來挽救他的好朋友火箭浣熊、奎爾、卡魔拉以及德拉克斯的性命。奎爾最終設法讓原的力量反作用於羅南，令其灰飛煙滅。
之後，奎爾欺騙了勇度，將真正的無限原石交給了新星軍團。奎爾與他們的夥伴們有了“銀河護衛隊”的名號，此前的犯罪記錄也被壹筆勾銷。這是奎爾得知，自己並非是純粹的血統，他是人類與壹個古老、神秘的宇宙種族的混血。
奎爾打開他去世的人類母親留給他的最後壹件禮物，那時壹盤錄有她最喜歡的流行歌的老式磁帶。
駕駛著修好的米蘭洛號，銀河護衛者們離開了山達爾，火箭浣熊懷抱著的花盆中種有從格魯特身體上保留下來的樹苗。
彩蛋中，收集者塔納利爾·提馮坐在他被毀掉的藏品陳列室中，他身邊只留下了兩樣有生命的活物藏品：太空狗與星際鴨人(霍華德怪鴨)。