Современные учёные находят в Арктике неизвестный объект, окрашенный в красный, голубой и белый цвета. В 1942 году нацистский офицер Иоганн Шмидт и его приспешники нападают на замок в Норвегии с целью украсть тессеракт — таинственный артефакт в форме куба, который Шмидт назвал «жемчужиной сокровищницы Одина». В Нью-Йорке, в Бруклине, молодой американец Стив Роджерс признан негодным к военной службе, на которую он так стремился попасть. Друг Стива, сержант Джеймс «Баки» Барнс, берёт его на выставку современных изобретений, где учёный и изобретатель Говард Старк демонстрирует экспериментальный летающий автомобиль. Роджерс предпринимает ещё одну попытку получить допуск для несения службы, а Баки пытается отговорить его. Разговор о желании Роджерса служить своей стране случайно слышит баварский учёный, доктор Авраам Эрскин, который работает на правительство Соединённых Штатов, и предлагает Роджерсу пройти курс военной подготовки. Вместе с другими новобранцами, Роджерс прибывает в Кэмп-Лихай, в штате Нью-Йорк. Там, под командованием полковника Честера Филлипса и офицера Пегги Картер, он проходит курс подготовки и после проведённого эксперимента доктора Эрскина и Говарда Старка становится кандидатом на использование сыворотки «супер-солдата». Изначально, Роджерс был вторым после Гилмора Ходжа, однако самоотверженность и мужество Роджерса убеждают Эрскина выбрать его.
В Европе Иоганн Шмидт и учёный Арним Зола пытаются использовать возможности найденного им кубического устройства. В то же время в секретной лаборатории за антикварным магазином в Бруклине, Эрскин и Старк вместе с сенатором Брандтом, сотрудником Госдепартамента США Фредом Клемсоном, а также группой наблюдателей, готовятся ввести Роджерсу инъекцию сыворотки, а затем подвергнуть воздействию так называемых вита-лучей, изобретённых самим Эрскином.