वर्तमान पेरिस में, डायना प्रिंस को वेन एंटरप्राइजेज द्वारा भेजी गयी एक फोटोग्राफिक प्लेट मिलती है, जिसमे वह प्रथम विश्व युद्ध के दौरान चार लोगों के साथ खड़ी होती है। इस चित्र को देखकर वह अपने अतीत की स्मृतियों में गुम हो जाती है। 

रानी हिप्पोलीटा की बेटी, डायना का बचपन एक छिपे हुए द्वीप, थेमिस्कीरा पर बीता था, जो ज़्यूस द्वारा निर्मित मानव जाति की रक्षक योद्धा महिलाओं का घर था। हिप्पोलीटा ने बचपन में एक बार डायना को अमेज़न का इतिहास बताया था, कि कैसे ज़्यूस का पुत्र, एरीस, मानवता से ईर्ष्या करने लगा और इसका विनाश करने के लिए योजनाएं रचने लगा। जब अन्य देवताओं ने उसे रोकने का प्रयास किया, तो एरीस ने एक युद्ध में ज़्यूस को छोड़कर अन्य सभी देवताओं को मार डाला; और फिर घायल ज़्यूस ने अपनी बची हुई आखिरी शक्ति का प्रयोग कर एरीस को वापस जाने पर मजबूर कर दिया, और इस प्रक्रिया में वह वीरगति को प्राप्त हो गए। अपनी मृत्यु से पहले ज़्यूस ने भविष्य में एरीस की वापसी पर उससे मुक़ाबला करने के लिए अमेज़न द्वीप का निर्माण किया, और वहां महिलाओं की एक सेना संगठित कर उन्हें "गोडकिलर" नामक एक अस्त्र प्रदान किया।

यद्यपि हिप्पोलीटा प्रारंभ में डायना को अस्त्रविद्या और युद्धनीति में प्रशिक्षित करने के विरुद्ध थी, परन्तु डायना की ज़िद और उसकी बहन, एंटीप के समझने पर उसने अनिच्छा में एंटीप को डायना को प्रशिक्षण देने की अनुमति दे दी। 1917 में, डायना, जो अब एक जवान हो चुकी थी, ने अमेरिकी पायलट कैप्टन स्टीव ट्रेवर को बचाया, जिसका विमान थेमिस्कीरा तट पर दुर्घटनाग्रस्त हो गया था। द्वीप पर जल्दी ही एक जर्मन लाइट क्रूजर ने आक्रमण कर दिया, जो ट्रेवर का पीछा करता हुआ वहां आ धमका था। अमेज़न की योद्धाओं ने उस जहाज़ का मुकाबला कर उसे पराजित कर दिया, लेकिन डायना की तरफ आ रही एक गोली से उसे बचाने के लिए एंटीप ने अपने प्राणों को बलिदान कर दिया। अमेज़न के लोगों ने हेस्टिया के लासो की सहायता से स्टीव से पूछताछ की, जिससे उन्हें पता चला कि बाहरी दुनिया में एक महान युद्ध छिड़ा हुआ है, और ट्रेवर वास्तव में एक अमेरिकी जासूस है। 

उसने जर्मनी को मुख्य रसायनज्ञ इसाबेल मारू की एक नोटबुक चुरा ली है, जो जनरल एरिच लुडेन्डॉर्फ के आदेश के तहत तुर्क साम्राज्य में मस्टर्ड गैस नामक एक अस्त्र का निर्माण करने का प्रयास कर रही थी। एरिस को इस युद्ध के लिए ज़िम्मेदार मानकर डायना "गोडकिलर" तलवार, एक लासो और अपना कवच पहनकर स्टीव के साथ थेमिस्कीरा छोड़कर बाहरी दुनिया में चली जाती है। लंदन पहुंचकर, उन्होंने मारु की नोटबुक सुप्रीम वॉर काउन्सिल में पहुंचाई, जहां सर पैट्रिक मॉर्गन जर्मनी के साथ युद्धविराम पर बातचीत करने की कोशिश कर रहे थे। डायना मारू के नोटों का अनुवाद करती है और बताती है कि जर्मन पश्चिमी मोर्चे पर एक घातक गैस छोड़ने की योजना बना रहे हैं। उसके कमांडर द्वारा मना कर दिए जाने के बावजूद, स्टीव, सर पैट्रिक से प्राप्त गुप्त निधि के साथ, जासूस समीर, निशानेबाज़ चार्ली और स्मगलर चीफ की भर्ती करता है, ताकि वह जर्मनों को गैस छोड़ने से रोक सके। 

उनकी टीम बेल्जियम में युद्धक्षेत्र पर पहुंचती है। वहां पहुंचकर डायना नो मैन्स लैंड में अकेले घुस जाती है और दुश्मन के ठिकानों को तबाह कर देती है, जिससे अलाइड सेनाएं वेल्ड गांव को दुश्मनों से मुक्त कर पाती हैं। इस विजय पर टीम एक छोटा सा जश्न मनाती है, जबकि डायना और स्टीव एक दूसरे के और करीब आ जाते हैं। टीम को पता चलता है कि पास के जर्मन हाई कमांड में एक उत्सव आयोजित किया जाएगा। स्टीव और डायना अलग-अलग होकर उसमें घुसपैठ करते हैं, स्टीव का इरादा गैस का पता लगाने और इसे नष्ट करने का था, जबकि डायना लुडेन्डॉर्फ को मारने के लिए वहां गयी थी, जिसे वह एरीस मान रही थी, और उसे मार देने से युद्ध समाप्त हो जाएगा। स्टीव उसे अपने मिशन को खराब करने से रोकता है, लेकिन लुडेन्डॉर्फ को तब तक मौका मिल जाता है, और वह वेल्ड पर गैस छोड़ देता है, जिससे वहां के सभी निवासियों की मृत्यु हो जाती है। 

इस हादसे के लिए स्टीव को दोषी ठहराते हुए, डायना लुडेन्डॉर्फ को उस स्थान पर ले जाती है, जहां गैस को लंदन ले जाए जाने के लिए स्थित एक बॉम्बर विमान में लोड किया जा रहा होता है। डायना लुडेन्डॉर्फ से लड़कर उसे मार देती है, लेकिन उसकी मृत्यु से युद्ध पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता, जिससे वह भ्रमित हो जाती है। तभी, सर पैट्रिक वहां आते है और डायना को बताते हैं कि वह ही वास्तव में एरीस हैं। एरीस डायना को बताता है कि हालांकि उसने लुडेन्डॉर्फ और मारू जैसे प्यादों का उपयोग कर समय समय पर मनुष्यों के विचारों और प्रेरणाओं में हस्तक्षेप किया है, लेकिन अंततः हिंसा का सहारा लेने का निर्णय मनुष्यों का अपना है, क्योंकि वे स्वाभाविक रूप से भ्रष्ट हैं। जब डायना "गॉडकिलर" तलवार से एरीस को मारने का प्रयास करती है, तो वह इसे नष्ट कर देता है, और फिर खुलासा करता है कि "गॉडकिलर" कोई अस्त्र नहीं, बल्कि डायना स्वयं है, जो वास्तव में ज़्यूस और हिप्पोलिटा की पुत्री है।

एरीस डायना को पृथ्वी को स्वर्ग के समान बनाने के लिए मानव जाति को नष्ट करने में मदद करने का अनुरोध करता है, जिसे वह अस्वीकार कर देती है। दूसरी ओर, उन दोनों की लड़ाई के दौरान, स्टीव की टीम मारू की प्रयोगशाला को नष्ट कर देती है। स्टीव गैस से भरे बॉम्बर विमान को हाइजैक कर उड़ा ले जाता है, और एक सुरक्षित ऊंचाई पर पहुंचकर उसमें विस्फोट कर देता है, जिससे सारी गैस नष्ट हो जाती है। इस प्रक्रिया में स्टीव की भी मृत्यु हो जाती है, जिससे डायना क्रोधित तथा दुखी हो जाती है। इसी का फायदा उठाकर एरीस मारु को स्टीव के मृत्यु के लिए ज़िम्मेदार बताकर उसे मारने के लिए डायना को भड़काने का प्रयास करता है, लेकिन स्टीव के साथ उसके अनुभवों के आधार पर डायना इस निर्णय पर पहुँचती है कि मनुष्यों के भीतर अभी भी अच्छाई है। वह मारू को छोड़ देती है, और एरीस की ही बिजली का प्रयोग कर उसे मार देती है। इससे युद्ध समाप्त हो जाता है, और टीम युद्ध के अंत का जश्न मनाती है।

इसके बाद फ़िल्म वर्तमान समय में लौट आती है, जहाँ डायना ब्रूस वेन को उसकी और स्टीव की इस फोटोग्राफिक प्लेट के लिए धन्यवाद देने के लिए एक ईमेल भेजती है, और दुनिया के पक्ष में लड़ने के लिए हमेशा तैयार रहने के अपने मिशन की पुष्टि करती है।

उपरोक्त पात्रों के अतिरिक्त सईद तेगमोवी, इवेन ब्रेमर तथा यूजीन ब्रेव रॉक क्रमशः समीर, चार्ली और चीफ नैपी की भूमिका में दिखे, जो स्टीव की टीम के सदस्य थे। लूसी डेविस ने स्टीव की सेक्रेटरी एट्टा कैंडी की भूमिका निभाई, जो डायना की मित्र बनी। लिसा लोवेन कॉंगस्ली, माईलिंग एनजी, फ्लोरेंस कसुंबा, मेडलेन वल बैनर, हेले जेन वार्न्स और एन वोल्फ ने क्रमशः मेनलिपे, ओराना, अकंथा, एगेरिया, एला और आर्टेमिस की भूमिका निभाई, जो सभी अमेज़न वासी थे। जेम्स कॉस्मो फील्ड मार्शल हैग के रूप में, स्टीफन रोडरी कर्नल डर्नेल के रूप में, और डच सुपरमॉडल डौट्ज़न क्रॉस अमेज़ॅन वेनेलिया के रूप में नज़र आये। सामंथा जो को अमेज़ोनियन यूबोआ की भूमिका के लिए चुना गया। उन्होंने पहले मैन ऑफ स्टील में क्रिप्टोनियन कार-वेक्स की भूमिका निभाई थी। अभिनेता बेन एफ्लेक ने पिछली डीसीईयू फिल्मों से अपने ब्रूस वेन चरित्र को दोहराया। ज़ैक स्नायडर भी एक अज्ञात सैनिक के रूप में फिल्म में एक संक्षिप्त विशेष उपस्थिति में नज़र आये।

निर्माण
पृष्ठभूमि
कथानक
विकास