ภายหลังจากที่เจเน็ต แวน ไดน์ (รับบทโดย มิเชลล์ ไฟเฟอร์) สามารถหลุดจากมิติควอนตัมมาได้และกลับมายังโลก แคสซี่ แลง (รับบทโดย แคทลิน นิวตัน) ลูกสาวหัวแก้วหัวแหวนของสก็อต แลง (รับบทโดย พอล รัดด์) ได้ทำการศึกษา เครื่องมือที่จะช่วยให้มนุษย์สามารถศึกษาแผนที่ของควอนตัมได้ แต่เรื่องใหญ่ก็เกิดขึ้นเมื่อทีมแอน-แมน ประกอบด้วย สก็อต แลง, โฮป แวน ไดน์ (รับบทโดย เอแวนเจลีน ลิลลี่), เจเน็ต แวน ไดน์, แฮงก์ พิม (รับบทโดย ไมเคิล ดักดัส) และ แคสซี่ แลง กลับหลุดเข้าไปในควอนตัมอีกครั้ง และต้องต่อกรกับ แคง ที่ได้ยึดครองโลกของควอนตัมเอาไว้