Nel 1989 lo scienziato Hank Pym si dimette dallo S.H.I.E.L.D. dopo aver scoperto che l'agenzia ha tentato di replicare la sua formula per il restringimento, le Particelle Pym. Hank crede che la sua tecnologia sia pericolosa e giura di tenerla segreta. Nel presente, alcuni mesi dopo gli eventi di Sokovia, Pym è stato costretto a lasciare la propria azienda a sua figlia, Hope van Dyne, e al suo ex pupillo, Darren Cross. Quest'ultimo è vicino a perfezionare una tuta di contrazione di sua creazione, chiamata il Calabrone, che intende usare per scopi militari. Intanto Scott Lang, ex-ingegnere elettronico, viene scarcerato dalla prigione ed è intenzionato a cominciare una nuova vita. Lang fa una visita a sorpresa a sua figlia Cassie, ma l'ex-moglie Maggie e il suo nuovo marito Jim Paxton, un poliziotto, lo rimproverano per non essere mai stato vicino alla figlia e lo cacciano. Incapace di tenersi un lavoro a causa della sua fedina penale, Lang accetta di unirsi alla banda del suo migliore amico Luis, per commettere un furto a casa di un vecchio ricco. Lang, grazie alle sue abili doti, irrompe in casa e apre la cassaforte, ma all'interno trova solo una strana tuta, che porta a casa. Dopo aver provato il costume, Lang si restringe accidentalmente alle dimensioni di un insetto. Terrorizzato da questa esperienza, Lang riporta il vestito nella casa, ma viene arrestato. Pym, il proprietario della casa, fa visita a Lang e lo aiuta a fuggire dalla cella con l'aiuto delle formiche. Nella sua casa, Pym rivela di osservare Scott da tempo e di averlo manipolato per fargli rubare e provare la sua tuta, in modo che possa diventare il nuovo "Ant-Man" e rubare il Calabrone a Cross. Hope, che da tempo sta spiando Cross per conto del padre nonostante il difficile rapporto tra di loro, aiuta Lang ad allenarsi e a comunicare con le formiche, poiché teme quello che Cross potrebbe fare con la tecnologia restringente. Scott viene mandato a rubare un dispositivo nel nuovo quartier generale dei nuovi Avengers, dove si scontra brevemente e con successo con Falcon. Hope mostra rimorso verso il padre per la morte della madre, Janet, e così Pym rivela che Janet, nota come Wasp, si restrinse fino al limite per disinnescare un missile sovietico e scomparve in un regno quantico subatomico. Pym avverte Lang che potrebbe subire un destino simile se manomettesse il regolatore della sua tuta. Cross perfeziona il Calabrone e ospita una cerimonia di inaugurazione nel suo quartier generale. Lang, insieme alla sua banda e uno sciame di formiche volanti, si infiltra nell'edificio durante l'evento, sabota i server della società e piazza degli esplosivi. Tuttavia quando tenta di rubare il Calabrone viene catturato da Cross, che intende vendere sia la tuta del Calabrone che la tuta di Ant-Man all'HYDRA, guidata da Mitchell Carson. Lang si libera e sconfigge gli agenti dell'HYDRA, ma Carson riesce a fuggire con una fiala di particelle restringenti. Lang si lancia all'inseguimento di Cross, mentre gli esplosivi si attivano facendo implodere l'edificio. Cross indossa la tuta di Calabrone e affronta Lang, ma quest'ultimo viene arrestato da Paxton dopo aver imprigionato Cross in una zanzariera. Tuttavia, Cross si libera e prende Cassie in ostaggio per attirare Lang in un'altra lotta. Lang manomette il regolatore della tuta e si riduce a misura subatomica per penetrare nella tuta di Cross e sabotarla, uccidendolo. Lang scompare nel regno quantico, ma riesce a invertire gli effetti e ritorna nel mondo macroscopico. In segno di gratitudine per il suo eroismo, Paxton copre Lang per tenerlo fuori di prigione. Vedendo che Lang è sopravvissuto ed è tornato dal regno quantico, Pym si domanda se sua moglie sia viva. Più tardi, Lang si incontra con Luis, che lo informa che Sam Wilson lo sta cercando. Nella scena a metà dei titoli di coda, Pym mostra a Hope il nuovo costume di Wasp e glielo offre. Nella scena post-titoli di coda, Wilson e Steve Rogers hanno il Soldato d'Inverno sotto la loro custodia. I due sono impossibilitati a contattare Tony Stark a causa degli "accordi", ma Wilson afferma di conoscere qualcuno che li potrebbe aiutare.