Dr. Hank Pym (Michael Douglas), o inventor da fórmula/ traje que permite o encolhimento, anos depois da descoberta, precisa impedir que seu ex-pupilo Darren Cross (Corey Stoll), consiga replicar o feito e vender a tecnologia para uma organização do mal. Depois de sair da cadeia, o trambiqueiro Scott Lang (Paul Rudd) está disposto a reconquistar o respeito da ex-mulher, Maggie (Judy Greer) e, principalmente, da filha. Com dificuldades de arrumar um emprego honesto, ele aceita praticar um último golpe. O que ele não sabia era que tudo não passava de um plano do Dr. Pym que, depois de anos observando o hábil ladrão, o escolhe para vestir o traje do Homem-Formiga.

Os gêmeos Dipper e Mabel ficam desapontados ao ter que passar o verão com seu tio-avô, mas a cidade onde ele vive acaba se revelando um lugar estranho e maravilhoso.