John Carter (Taylor Kitsch) es un veterano de la Guerra Civil estadounidense que, inexplicablemente, aparece en el planeta Marte con la misma apariencia física y las mismas cualidades humanas. Pronto se verá inmerso en otro conflicto bélico, esta vez contra un ejército de marcianos comandado por Tars Tarkas (Willem Dafoe) y Dejah Thoris (Lynn Collins). Carter intenta comprender qué hace allí y por qué lucha contra los marcianos, pero tendrá que hacerlo deprisa: su único objetivo seguro es la victoria contra el enemigo. De lo contrario, será el enemigo quien acabe con él y, así, desaparecerá toda esperanza de justicia y libertad.