Im Jahre 2011 hat ein krankmachender Virus 99 Prozent der Erdbevölkerung das Leben gekostet. 404 Jahre später um genau zu sein 2415, leben die übrigen Menschen in Bregna, der letzten Stadt auf der Erde. Diesen Ort begrenzen rund herum riesige Mauern, um die Stadt vor der verseuchten Wildnis außerhalb zu schützen. Das Leben hier ist großteils idyllisch, doch verschwinden regelmäßig Leute einfach spurlos und alle werden von seltsamen Träumen gequält.
Die Führung über die Stadt hat ein Kongress von Wissenschaftlern unter der Leitung von Trevor Goodchild (Marton Csokas). Als die Monicans, eine Gruppe von Rebellen im Untergrund, ihre beste Kämpferin Aeon Flux (Charlize Theron) schicken um ihn zu ermorden, spürt sie als sie ihm gegenüber steht, plötzlich eine Verbindung zu ihm. Ihr Auftrag scheitert doch sie hat sich selbst bereits eine neue Mission gesucht: das Geheimnis hinter der Stadt Bregna und ihren Einwohnern zu lüften.