ילנה בלובה (פלורנס פיו) עומדת בראש קבוצה של נבלי-על שנבחרו בקפידה למשימות מסווגות מטעם הממשלה. הקבוצה מורכבת מדמויות שנחשבו בעבר לאויבים מסוכנים, אך כעת הם מוצאים את עצמם פועלים יחדיו, תחת פיקוח הדוק ומטרות לא שגרתיות. המשימות שהם מקבלים דורשות מהם להתמודד עם איומים גלובליים שמסכנים את הביטחון הלאומי, והם נדרשים להשתמש בכישורים המיוחדים שלהם כדי להצליח. ילנה, שהייתה בעבר רוצחת מקצועית, מפגינה מנהיגות יוצאת דופן ומצליחה לשמור על אחדות הקבוצה, למרות המתח והחשדנות שמלווים כל פעולה.
בין חברי הקבוצה ניתן למצוא את באקי בארנס (סבסטיאן סטאן), לוחם מיומן עם עבר מורכב, ואת רוברט ריינולדס, הידוע כסנטרי (לוויס פולמן), שנאלץ להתמודד עם זהותו החדשה לצד הכוחות שלו. דמויות נוספות כמו אלכסיי שוסטקוב, הידוע כרד גארדיאן (דייוויד הארבור), ואווה סטאר, המכונה גוסט (האנה ג'ון-קמן), מוסיפות עומק למתח ולמורכבות האנושית בתוך הקבוצה. המשימות שמוטלות עליהם מציבות אתגרים מוסריים ופיזיים קשים, כשהם מתמודדים לא רק עם אויבים חיצוניים אלא גם עם הקונפליקטים הפנימיים שלהם. ולנטינה אלגרה דה פונטיין (ג'וליה לואי-דרייפוס) משמשת כגורם מכוון ומפקח, שמאזן בין האינטרסים של הממשלה לבין הצרכים והסיכונים של הקבוצה. ככל שהמשימות מתקדמות, הקבוצה מתקרבת להבנה עמוקה יותר של עצמה ושל התפקיד שהיא אמורה למלא בעולם, כשכל טעות עלולה לעלות להם ביוקר רב. הקונפליקטים הפנימיים והקשרים בין הדמויות מתפתחים במקביל לאיומים החיצוניים, כשהם נאלצים להתמודד עם שאלות של נאמנות, זהות וגאולה. העלילה משלבת פעולה אינטנסיבית עם רגעים של דרמה אישית, ומציגה כיצד כל אחד מחברי הת'אנדרבולטס מתמודד עם העבר שלו ועם ההשלכות של הבחירות שעשה. הסרט מציג שילוב ייחודי של מתח, הומור ורגש, ומעמיק בתמות של אמון, כוח ואחריות. עם בימויו של ג'ייק שרייר, "ת'אנדרבולטס" מבטיח חוויה קולנועית עשירה ומרתקת, שמרחיבה את היקום הקולנועי של מארוול בדרכים חדשות ומפתיעות.
