Sau sự kiện trong Avengers: Endgame (2019), phiên bản Loki (Tom Hiddleston) đến từ năm 2012 đã đánh cắp Tesseract và trốn thoát. Điều này dẫn đến việc anh bị bắt bởi Time Variance Authority (TVA) – tổ chức giám sát dòng thời gian.
Tại TVA, Loki gặp Mobius M. Mobius (Owen Wilson), người cho anh cơ hội sửa chữa các dòng thời gian bị xáo trộn. Khi điều tra về một biến thể nguy hiểm khác của chính mình, Loki phát hiện ra Sylvie (Sophia Di Martino) – một biến thể nữ cũng đang trốn khỏi TVA.
Dần dần, họ khám phá ra sự thật đằng sau TVA và đối đầu với He Who Remains (Jonathan Majors) – kẻ điều khiển dòng thời gian, mở ra đa vũ trụ và báo hiệu sự xuất hiện của Kang the Conqueror.