Tại Ixtenco, Mexico, tám tháng sau sự kiện Đốm sáng,[N 1] Nick Fury và Maria Hill điều tra một cơn bão có khuôn mặt người và chạm trán nó - Nguyên tố Đất. Một nhân vật bí ẩn tên Quentin Beck xuất hiện và đánh bại sinh vật đó. Tại New York, trường Midtown tổ chức năm học bù và chuyến tham quan châu Âu cho những học sinh bị giết trong sự kiện Búng tay. Trong lúc còn đau buồn bởi cái chết của Tony Stark (Người sắt), Peter Parker dự định tỏ tình với Michelle "MJ" Jones và từ bỏ việc làm Người nhện, bao gồm việc bỏ lại bộ đồ Iron-spider do Stark tặng 5 năm trước. Fury cố liên lạc với Parker trong buổi từ thiện của cậu và dì May, nhưng cậu chuyển máy cho Happy Hogan.

Trong chuyến tham quan Venice, Ý, Nguyên tố Nước xuất hiện và hoành hành. Parker không ngăn chặn được nó cho đến khi Beck đến. Lần này, Fury trực tiếp gặp Parker và giới thiệu với Beck, nay còn được gọi là Mysterio. Beck giải thích rằng bản thân mình và nhóm Nguyên tố đến từ một vũ trụ khác qua một vết nứt do sự kiện Búng tay tạo ra, còn gia đình anh đã bị nhóm thực thể đó sát hại. Cũng trong cuộc gặp này, Fury giao cho Parker thứ mà Stark để lại cho người kế vị mình: chiếc kính được tích hợp trí tuệ nhân tạo E.D.I.T.H.[N 2], cho phép truy cập vào mạng vệ tinh và điều khiển các drone chiến đấu của Tập đoàn Công nghiệp Stark. Parker chỉ nhận chiếc kính và vẫn từ chối yêu cầu của ông.

Fury bí mật đổi hướng địa điểm tham quan tiếp theo sang Praha, nơi Nguyên tố Lửa sẽ tấn công theo lời Beck. Nó xuất hiện tại lễ hội, nhưng bị Parker và Beck hợp sức đánh bại. Fury và Hill mời hai người đến Berlin để bàn việc lập một nhóm siêu anh hùng mới thay cho nhóm Avengers đã giải tán. Parker tin rằng Beck xứng đáng kế vị Stark hơn nên nhường kính E.D.I.T.H. Nhưng cậu không biết rằng, Beck thực chất là một chuyên gia kỹ xảo bị sa thải khỏi Tập đoàn Stark vì bản tính thất thường, mặc dù hắn có lý chính đáng do Stark coi thường tiềm năng công nghệ ảo ảnh mà hắn phát minh và đặt tên nó là B.A.R.F.[N 3] Hắn cùng đội của mình, cũng là những cựu nhân viên bất mãn với ông chủ cũ quá cố, đã kết hợp B.A.R.F. với các drone chiến đấu gắn máy chiếu để ngụy tạo các Nguyên tố và biến Beck thành siêu anh hùng mới trong mắt công chúng.

MJ suy luận ra Parker là Người Nhện nhờ bằng chứng là một thiết bị lạ mà tơ nhện của cậu tình cờ kéo phải trong trận chiến ở lễ hội. Parker cố phủ nhận đến khi họ phát hiện nó là một máy chiếu phát ra ảo ảnh Nguyên tố Khí, cũng như cảnh Beck "chiến đấu" với nó, từ đó chứng minh hắn là một kẻ lừa đảo. Parker tức tốc đến Berlin để tố giác với Fury, nhưng bị Beck phục kích bằng hàng loạt ảo ảnh sau khi tìm thấy máy chiếu bị mất. Fury đột ngột xuất hiện và bắn hạ hắn. Parker yên tâm tiết lộ rằng các bạn cậu cũng đã biết bộ mặt thật của Beck, nhưng chính Fury hoá ra cũng là ảo ảnh. Và chưa kịp định thần thì cậu bị Beck lừa tới một tàu hoả đang đến và bị tông trọng thương. May mắn thay, cậu vẫn sống sót và còn đủ sức để leo vào một toa tàu trước khi ngất đi.

Tỉnh dậy trong một nhà tù ở Hà Lan, Parker vượt ngục và liên lạc với Hogan, người đưa Parker đến London giao một cỗ máy sản xuất bộ đồ do Stark để lại, mà Parker sử dụng để tự chế một bộ mới. Tại London, Beck sử dụng E.D.I.T.H. để dàn dựng ảo ảnh lớn nhất: hợp thể của cả bốn Nguyên tố, sử dụng nó làm vỏ bọc hòng giết MJ và bất kỳ ai khác mà cô có thể đã tiết lộ bí mật của hắn. Parker phá hủy ảo ảnh, làm lộ bản chất của nó trước mắt mọi người, buộc Beck điều khiển drone tấn công cậu. Cuối cùng, Parker đánh bại Beck và lấy lại kính E.D.I.T.H. để hủy lệnh tấn công. Beck vô tình bị bắn chết vì trúng đạn lạc từ máy bay của chính mình. Một trợ lý của hắn trốn thoát với dữ liệu về trận chiến. Peter trở lại thành phố New York và bắt đầu hẹn hò MJ, trong khi dì May cũng chuẩn bị cho mối quan hệ tương tự với Hogan.

Trong cảnh mid credit, ngay khi Parker (đang mặc trang phục Người Nhện) vừa kết thúc buổi hẹn hò với MJ, người dẫn chương trình J. Jonah Jameson của trang web Daily Bugle đã phát sóng cảnh quay bị chỉnh sửa về vụ việc ở Luân Đôn, trong đó Beck đổ lỗi Người Nhện đã gây ra các vụ tấn công rồi giết hắn hòng độc chiếm vị thế Người Sắt mới. Trong "khoảnh khắc cuối cùng", hắn còn tiết lộ tên thật của Người Nhện là Peter Parker. Còn ở cảnh after credit, Fury và Hill lộ diện lần lượt là Talos và vợ ông là Soren cải trang, theo lệnh của Fury thật, lúc này đang chỉ huy một tàu vũ trụ Skrull ngoài Trái Đất.