Een man zal zijn lot onder ogen zien, een held zal worden onthuld.

Wanneer een mislukt kernfusie-experiment resulteert in een explosie die zijn vrouw doodt, verandert Dr. Otto Octavius (Alfred Molina) in Dr. Octopus, een cyborg met dodelijke metalen tentakels. Doc Ock geeft Spider-Man (Tobey Maguire) de schuld van het ongeluk en zint op wraak. Ondertussen wordt Spidey's alter ego, Peter Parker, geconfronteerd met afnemende krachten en zelftwijfel. Een complicerende factor is de haat van zijn beste vriend (James Franco) voor Spider-Man en de plotselinge verloving van zijn ware liefde (Kirsten Dunst) met een andere man.