《决战猩球》讲述了一个发生在未来的故事。那时，地球已难以容纳日益增长的人口，人类因此将目光投向宇宙，试图寻找适合居住的新星球。探索过程中，人类开始训练猩猩，让它们代替人类执行一些简单任务。
一次飞行任务中，航天员里奥（马克·沃尔伯格 Mark Wahlberg 饰）的猩猩搭档驾驶飞船时遭遇宇宙风暴，并与太空站失去了联系。为了营救搭档，里奥不顾劝阻，独自驾驶飞船冲向风暴中心。然而，飞船最终坠落在一颗陌生星球上。醒来后的里奥被一群人猿抓获，并很快发现，这里的智慧人猿已经建立起统治秩序，而人类反而沦为了奴隶。
为了逃离困境，里奥在母人猿艾瑞（海伦娜·邦汉·卡特 Helena Bonham Carter 饰）的帮助下踏上逃亡之路。途中，他随身携带的信号接收器逐渐接收到母船传来的讯号。众人循着信号前进，却意外抵达了人猿祖先最初诞生的地方。更令里奥震惊的是，他认出这里正是当初失联的母船。隐藏在这一切背后的真相，究竟是什么？
