Film, CIA Direktörü Valentina Allegra de Fontaine'in yasa dışı süper insan deneylerini örtbas etmek amacıyla Yelena Belova, John Walker, Ava Starr ve Antonia Dreykov'u bir göreve göndererek onları tuzağa düşürmesiyle başlar. Bu görev sırasında, ekip Bob Reynolds adında gizemli bir adamla karşılaşır. Bob, de Fontaine'in Sentry projesinin bir parçası olarak süper güçler kazanmıştır. Ancak kontrolünü kaybederek Void adlı yıkıcı bir varlığa dönüşür ve New York'u karanlığa boğar. Thunderbolts, MCU'nun Beşinci Fazı'nın son filmi olarak, gelecekteki filmlere zemin hazırlıyor. Filmin sonunda, takımın "Yeni Yenilmezler" olarak tanıtılması ve Bob'un kontrol edilemez güçleri, gelecekteki olayların habercisi niteliğinde.