罗拉•克劳福特（安吉丽娜•朱莉饰）这名勇于挑战的探险家继续她的探索之路。这次是寻找早已沉入大海的月神庙。根据资料显示，月神庙内埋藏了传说中的“潘朵拉魔盒”。而一股巨大的能量正存在与这个魔盒当中，同时间邪恶的势力也对这个股力量虎视眈眈。因为这股力量的巨大能足以摧毁整个人类世界，邪恶的势力企图利用的话后果不堪设想。罗拉一边寻找这股传说中的神奇力量，一边与香港黑帮的头目斗智斗勇。到底罗拉能不能顺利获得这股力量，保卫整个人类世界的安全呢？
希腊圣托里尼岛上，一场强烈地震摧毁了月神神庙。这座寺庙是亚历山大大帝建造的，用来存放他最珍贵的宝藏。这些宝藏中有一个发光的球体，上面刻有类似于代码的图案。寻宝考古学家劳拉·克劳馥 (Lara Croft)和她的团队发现了这颗球体，但遭到洛兄弟的伏击；陈和希恩都是犯罪头目，也是中国犯罪集团 Shay Ling 的头目。二人杀死了这群人并夺走了球体，但劳拉带着一个奇怪的奖章逃脱了。
军情六处向劳拉提供有关潘多拉魔盒的信息，潘多拉魔盒是古代传说中的一个物体，据说里面装有致命的瘟疫（生命起源本身的伴侣）。这个盒子隐藏在神秘的生命摇篮中，只能通过充当地图的魔法球体才能找到。该球体与陈罗偷走的球体相同，他计划将其出售给乔纳森·赖斯博士——一位诺贝尔奖获得者、科学家和商业巨头，后来成为厌世的生物武器军火商。
劳拉同意必须让球体远离赖斯，并同意帮助军情六处，条件是他们释放她的旧情人特里谢里丹，他熟悉陈洛的犯罪活动。特里和劳拉一起潜入陈洛的巢穴，他在那里走私兵马俑。劳拉在一场战斗中击败了他，并得知该球体位于中国上海。在上海，她发现陈的兄弟西恩试图将球体交给赖斯，然而一旦西恩交出球体，赖斯就背叛了西恩并处决了他，但在此之前劳拉设法在交接过程中在装有球体的箱子上放置了追踪器。
劳拉和特里设法在香港的一个实验室里找到了这个球体。然而，劳拉被赖斯和他的手下抓获。赖斯透露了他释放瘟疫的计划，只拯救那些他认为值得的人。他即将杀死劳拉·克劳馥。无助和谴责的劳拉被特里救了，然后他们拿走了球体，然后穿着翼装逃跑了。第二天，劳拉使用球体并了解了神秘的生命摇篮的位置；在非洲肯尼亚乞力马扎罗山附近。劳拉将返回的信息发送给她在克罗夫特庄园的朋友布莱斯后，赖斯和他的手下潜入了宅邸并抓获了他和希拉里。劳拉前往肯尼亚，在那里她遇到了她的老朋友科萨。他们向当地部落询问生命摇篮的情况，酋长表示生命摇篮位于一个受“暗影守护者”保护的火山口中。
当他们出发去探险时，赖斯的部下伏击了他们并杀死了部落成员。劳拉寡不敌众，投降了。赖斯利用她的同伴作为人质，强迫劳拉带他前往生命的摇篮。在火山口，他们遇到了暗影守护者，这些怪物出现在死树的湿地里。这些生物杀死了赖斯的大部分手下，但劳拉设法找到了“钥匙孔”并将球扔进了里面。这些生物解体，生命摇篮的入口打开。
劳拉和赖斯被吸入摇篮，这是一个由奇怪的晶体物质组成的迷宫，正常的物理定律并不适用。在里面，他们发现了一池高度腐蚀性的黑酸（与潘多拉盒子的神话之一有关），盒子漂浮在其中。特里赶到，解救了人质并追上了劳拉。
劳拉与赖斯打斗，但赖斯成功取回了他的枪。他正要开枪射杀她，把她扔进酸液里，拿走潘多拉魔盒，但不幸的是，特里分散了他的注意力，救了劳拉。然后劳拉将赖斯击倒并将他扔进酸池中，导致他死亡并溶解。然后特里宣布他打算自己拿走这个盒子。当他拒绝退缩时，劳拉遗憾地开枪打死了他，并将盒子放回泳池中并离开了。
早上，拉拉与村民们告别，准备离开。看着她的朋友们的脸被非洲妇女涂上颜色，她警告他们这是为婚礼做准备。之后她的朋友们逃跑并与劳拉一起离开。