ปี ค.ศ. 1989 แฮงก์ พิม นักวิทยาศาสตร์ ลาออกจากหน่วย S.H.I.E.L.D. หลังพบว่ามีความพยายามในการเลียนแบบเทคโนโลยี “แอนต์-แมน” ที่เขาสร้างขึ้น แฮงก์รู้สึกว่าเทคโนโลยีนี้เป็นอันตรายและตั้งใจจะเก็บซ่อนไว้
ยุคปัจจุบัน โฮป แวน ไดน์ ลูกสาวของแฮงก์และดาร์เรน ครอส อดีตลูกศิษย์ของแฮงก์บีบให้แฮงก์ออกจากบริษัทของตัวเอง ครอสใกล้จะพัฒนาเทคโนโลยี “เยลโลว์แจ็คเก็ต” ซึ่งเหมือนกับแฮงก์ได้สำเร็จ ซึ่งทำให้แฮงก์เป็นกังวลอย่างมาก
หลังถูกปล่อยตัวออกจากเรือนจำ สก็อตต์ แลงค์ย้ายมาอยู่กับอดีตเพื่อนในเรือนจำ ลูอิส แลงค์ไปเยี่ยมแคสซี ลูกสาว โดยที่อดีตภรรยา แม็กกีและคู่หมั้น แพ็กซ์ตันไม่ต้อนรับ เนื่องจากแลงค์ไม่เลี้ยงดูลูกสาวเพราะไม่มีงานทำ แลงค์จึงยอมร่วมมือกับลูอิสและเพื่อน เดฟและเคิร์ท เข้าปล้นบ้านหลังหนึ่ง แลงค์เปิดตู้นิรภัยและพบชุด ๆ หนึ่งซึ่งเขานำกลับมาด้วย เมื่อลองสวมชุด แลงค์ลองกดปุ่มทำให้ชุดย่อส่วนลงจนขนาดเท่าแมลง ด้วยความตระหนก แลงค์รีบนำชุดไปคืนที่บ้านหลังเดิม แต่ถูกตำรวจจับ ต่อมาแฮงก์ เจ้าของบ้านหลังนั้นมาเยี่ยมแลงค์และแอบนำชุดให้แลงค์ใส่หนีออกมา
แฮงก์ ผู้ซึ่งเป็นคนต้นคิดให้แลงค์เข้าไปขโมยชุด ต้องการให้แลงค์เป็นแอนต์-แมนคนใหม่เพื่อเข้าไปขโมยชุดเยลโลว์แจ็คเก็ตของครอส โฮปซึ่งรู้เจตนาที่แท้จริงของครอสยอมช่วยแฮงก์ฝึกทักษะต่าง ๆ ให้แลงค์ ต่อมาแลงค์พบว่าความสัมพันธ์ที่ห่างเหินระหว่างแฮงก์กับโฮปมาจากการที่เจเน็ท หรือ วอสพ์ ภรรยาของแฮงก์และแม่ของโฮป หายไปในมิติควอนตัมหลังพยายามปลดมิสไซล์ของโซเวียต แฮงก์จึงเตือนแลงค์ว่าห้ามปรับปรุงชุดโดยเด็ดขาด แฮงก์และโฮปส่งแลงค์ไปโจรกรรมอุปกรณ์ที่จำเป็นที่สำนักงานใหญ่ของอเวนเจอร์ส แลงค์สู้กับแซม วิลสัน (ฟอลคอน) ก่อนจะหนีไปได้
ครอสพัฒนาชุดเยลโลว์แจ็คเก็ตได้สำเร็จและเตรียมเปิดตัวที่บริษัทของแฮงก์ แลงค์และลูกทีมจึงลอบเข้าไปในงานเปิดตัว พวกเขาทำลายเซิร์ฟเวอร์และติดตั้งระเบิด แต่ถูกครอสจับได้พร้อมกับแฮงก์และโฮป ครอสเปิดเผยว่าตนพัฒนาชุดเยลโลว์แจ็คเก็ตเพื่อนำไปขายให้กลุ่มไฮดรา แลงค์หนีออกมาได้และร่วมกับแฮงก์และโฮปสู้กับคนของไฮดรา ก่อนจะไล่ตามครอสที่หลบหนีไปพร้อมกับชุดเยลโลว์แจ็คเก็ต ด้านแฮงก์ที่ถูกยิงบาดเจ็บและโฮปขยายพวงกุญแจรถถังและใช้หนีออกจากตึกบริษัทก่อนระเบิดจะทำงาน
ครอสสวมชุดเยลโลว์แจ็คเก็ตและสู้กับแลงค์ ก่อนจะจับแคสซีและแพ็กซ์ตันเป็นตัวประกัน แลงค์จึงต้องใช้วิธีย่อส่วนตัวเองลงไปเรื่อย ๆ เพื่อเจาะเข้าชุดของครอสและทำลายวงจรภายใน ทำให้ครอสถูกย่อส่วนจนตาย แลงค์ถูกย่อส่วนลงไปเรื่อย ๆ จนติดอยู่ในมิติควอนตัม ก่อนจะปรับปรุงชุดและกลับมาเป็นปกติ เมื่อเห็นวีรกรรมของแลงค์ แพ็กซ์ตันจึงช่วยให้แลงค์พ้นคดี ด้านแฮงก์ซึ่งรู้ว่าแลงค์หนีออกมาจากมิติควอนตัมได้ คิดว่าเจเน็ทน่าจะยังมีชีวิตอยู่ ในตอนจบ ลูอิสบอกแลงค์ว่ามีคนตามหาตัวแลงค์อยู่
ก่อนภาพยนตร์จะจบ แฮงก์พาโฮปไปดูชุดต้นแบบของ “วอสพ์” ในฉากหลังเครดิต วิลสันและสตีฟ โรเจอส์ (กัปตันอเมริกา) ช่วยบัคกี แต่ติดต่อกับโทนี สตาร์กไม่ได้เพราะติดเรื่อง “กฎหมายลงทะเบียน” วิลสันจึงบอกว่าเขารู้ว่าใครจะช่วยได้