Um homem enfrentará o seu destino, um herói será revelado.

Quando uma experiência de fusão nuclear falhada resulta numa explosão que mata a sua mulher, o Dr. Otto Octavius (Alfred Molina) é transformado no Dr. Octopus, um ciborgue com tentáculos metálicos mortais. Doc Ock culpa o Homem-Aranha (Tobey Maguire) pelo acidente e procura vingança. Entretanto, o alter-ego do Aranha, Peter Parker, enfrenta o enfraquecimento dos seus poderes e a insegurança. Para complicar as coisas, o ódio do seu melhor amigo (James Franco) pelo Homem-Aranha e o súbito noivado do seu verdadeiro amor (Kirsten Dunst) com outro homem.