Lấy bối cảnh năm 1984, 66 năm sau sự kiện diễn ra Thế Chiến thứ I (1918) ở phần phim đầu tiên, Wonder Woman tái hợp với người yêu tưởng chừng đã qua đời Steve Trevor, đồng thời đương đầu với hai kẻ thù mới là Max Lord và The Cheetah.

Trước khi trở thành Wonder Woman, Diana là công chúa chiến binh Amazon của hòn đảo Themyscira. Khi chàng phi công Steve Trevor trôi dạt vào đảo và kể về cuộc đại chiến đang diễn ra tại thế giới bên ngoài, Diana quyết định rời khỏi quê nhà để giải cứu nhân loại. Từ đó cô khám phá ra quyền năng và sứ mệnh thật sự của mình.