Estamos en el año 2035. Tras el azote de un virus asesino que asola la Tierra, los supervivientes se refugian en comunidades subterráneas, húmedas y frías. Cole se ofrece como "voluntario" para viajar al pasado y conseguir una muestra del virus, gracias a la cual los científicos podrán elaborar un remedio. Durante el viaje conoce a una bella psiquiatra y a un excepcional enfermo mental. Cole tratará de encontrar al "Ejército de los 12 Monos", un grupo radical vinculado a la mortal enfermedad.

Neil McCaulkey es un ladrón experto. Su filosofía en la vida es no atarse a nada, pero después de su último atraco inicia una relación amorosa, algo que coincide con lo cerca que está de dar con él un detective, Vincent Hanna, de métodos tan rigurosos como los de McCauley.