Действие фильма разворачивается в альтернативной реальности времен холодной войны, где Ричарда Никсона переизбирают на третий срок, а США побеждают во Вьетнамской войне. Движение хиппи устранено вскоре после появления, республиканское мировоззрение считается единственно правильным. Советский Союз запасся рекордным количеством боеголовок, и мир от ядерного Армагеддона отделяет лишь отрезок в пять минут на Часах судного дня. События похожи на реальную историю, но доведены до предела, максимально напряжены.

В альтернативной Америке супергерои существуют не только в комиксах, но и в реальности. Большинство из них в своё время объединилось в команды. Первой из таких команд (в фильме практически не показана) были «Ополченцы» (англ. Minutemen), а второй, пришедшей ей на смену, — «Хранители» (англ. Watchmen), в составе: Ночная Сова (англ. Nite Owl), Роршах (англ. Rorschach), Шелковый Призрак (англ. Silk Spectre), Озимандия (англ. Ozimandias), Комедиант (англ. Comedian) и Доктор Манхэттен (англ. Dr. Manhattan).

В отличие от супергероев из комиксов, большинство «Хранителей» не являются сверх-людьми и не имеют суперспособностей. По версии фильма, первые супергерои — это обычные полицейские, уставшие от бессилия закона и надевшие маски, дабы самостоятельно вершить правосудие; герои, полагающиеся больше на крепость собственных кулаков, нежели на высокотехничные гаджеты и приобретенную суперсилу. Многие из них не вполне психически уравновешенны, а некоторые вообще заканчивают карьеру в психиатрической больнице (Человек-мотылёк); все стареют.

Супергерой Доктор Манхэттен (англ. Doctor Manhattan) — единственный сверхчеловек в фильме, причём его способности превосходят даже способности Супермена и практически равны божественным. Он — стержень национальной безопасности Америки, противовес ядерным ракетам в СССР, существование которого и удерживает хрупкое равновесие между двумя сверхдержавами, не допуская Третьей мировой войны, которая уничтожит всё человечество.

В этот период жители США выходят на улицы с требованием отправить «костюмированных героев» на пенсию, под шумок грабя магазины и сжигая машины; гвардия расстреливает демонстрации хиппи; пресса захлебывается в хвалах Америке; президент, говоря о войне, кривляется и отмачивает глупые шутки.

Надо сказать, что в фильме нет классических супергеройских подвигов, служащих образчиками добрых дел. Комедиант и Доктор Манхэттен, участвуя во Вьетнамской войне, обеспечивают победу меньше, чем за две недели, но достигают этого жестокими, кровавыми методами.

Фильм начинается с гибели одного из бывших Хранителей — Эдварда Моргана Блейка (Комедианта). За расследование его убийства никто не хочет браться, так как тот долгое время работал на правительство и возможно имел опасных врагов, но маргинальный супергерой Роршах (Уолтер Ковач), единственный не расставшийся со своей маской после введения закона о запрете «костюмированных героев», начинает собственное расследование. Посчитав, что кто-то решил избавиться от супергероев, он решает предупредить своих бывших товарищей по команде, но никто не принимает его опасений всерьёз. Джон Остерман (Доктор Манхэттен) и Адриан Вэйдт (Озимандия) заняты созданием неиссякаемого источника энергии, который мог бы полностью решить потребность человечества в энергии и тем самым прекратить войны за ресурсы. Дэниел Драйберг (Ночная Сова) и Лори Юспешик (Шёлковый Призрак) не хотят снова становится супергероями. Им кажется, что тихая, мирная жизнь — это предел мечтаний. Они не верят рассказу Роршаха о заговоре против Хранителей.

Несмотря на то, что никто не хочет с ним сотрудничать, Роршах приходит к давнему врагу Хранителей — суперзлодею Молоху Мистику (Эдгару Джекоби). Но тот уже много лет назад завязал со своим криминальным прошлым и, взяв новое имя, живёт обычной жизнью. Он слишком стар, чтобы справиться с Комедиантом и, к тому же, болен раком. Во время допроса Молоха Роршах узнает, что перед своей гибелью Комедиант посещал Молоха. По словам бывшего злодея, тот был очень подавлен и даже рыдал, что очень не похоже на нормальное поведение Комедианта. Роршах верит Молоху. Перед уходом он находит у Молоха лекарства от рака производства компании «Пирамид Транснэшнл».

Тем временем, всё более отдаляющаяся от ставшего полубогом Джона Остермана, Лори Юспешик начинает встречаться с Драйбергом — у них завязывается роман. Джон, в свою очередь, всё более теряющий эмоциональную связь с людьми, не обращает на это внимания и продолжает работать дальше над вечным двигателем. На Адриана Вэйдта совершается неудачная попытка покушения; убийца умирает, проглотив яд до того, как Адриан выпытывает у него имя заказчика. В квартире убийцы Роршах находит удостоверение сотрудника «Пирамид Транснэшнл». Роршах вновь пытается допросить Молоха, но тот оказывается убит, а его дом окружает полиция. Роршах понимает, что его подставили и пытается сбежать, но его арестовывают и сажают в тюрьму по обвинению в убийстве и нарушении запрета на «костюмированных героев». Половина заключенных тюрьмы сидит там благодаря Роршаху и жаждет ему отомстить. Роршах проходит медицинское освидетельствование у психиатра, который пытается доказать его невменяемость, но саботирует обследование и пугает врача историей своей жизни.

Джон Остерман, телепортировав в Антарктиду вечный двигатель, отправляется на пресс-конференцию. Там его неожиданно забрасывают обвинениями в причастности к гибели от рака нескольких близко знавших его людей. Внезапно в студии появляется бывшая жена Джона Остермана, которую он бросил ради Лори Юспешик. Постаревшая и также больная раком, она обвиняет его в своей болезни и в предательстве. Потрясенный Джон покидает Землю, телепортировавшись на Марс.

Тем временем любовные отношения между Лори Юспешик и Дэниелом Драйбергом продолжают развиваться. После нападения на них банды преступников, они понимают, что обоим в жизни не хватало адреналина, который они получали, будучи супергероями. Вновь надев свои костюмы, они вместе спасают людей из пожара, а после этого проводят вместе ночь. Ночная Сова решает, что нужно обязательно вызволить из тюрьмы Роршаха, и Шёлковый Призрак соглашается с ним.

В тюрьме начинается массовый бунт, подстроенный заключёнными, чтобы добраться до Роршаха. Прилетевшие на помощь Ночная Сова и Шелковый Призрак помогают Роршаху выбраться из тюрьмы, и они вместе продолжают расследование. Внезапно появляется Джон Остерман, который уговаривает Лори Юспешик отправится с ним на Марс, чтобы поговорить о спасении мира. Роршаху и Сове приходится вести расследование вдвоём. Оказавшись на Марсе, Джон пытается убедить Лори остаться с ним там, предрекая Земле страшные напасти, но Лори пытается убедить его вернуться обратно и спасти Землю. В ходе разговора Джон проговаривается, что её настоящий отец — Комедиант, которого она всю жизнь презирала за попытку изнасиловать её мать. Лори плачет, и Джон изменяет своё отношение к судьбе человечества.

Тем временем Роршах и Сова узнают о том, что «Пирамид Транснешнл» находится под контролем «Вэйдт Интернешнл», и что за заговором против Манхэттена и убийствами стоит Адриан Вэйдт. Оказывается, что именно он убил Комедианта, раскрывшего его планы, подстроил смерть от рака близких Остерману людей, спланировал покушение на самого себя, избавился от убийцы, засунув ему в рот яд, подставил Роршаха и использовал технические достижения, чтобы помешать Джону предвидеть будущее. Сова и Роршах отправляются в Антарктиду, чтобы помешать осуществиться планам Вэйдта.

В Антарктиде они узнают, что конечной целью Адриана Вэйдта было использование аппарата Доктора Манхэттена для уничтожения крупных городов в США и СССР, чтобы заставить их сплотиться перед лицом общего врага — Доктора Манхеттена. Это позволило бы предотвратить уже неизбежную ядерную войну. Роршах и Сова пытаются победить Озимандию, но он оказывается сильнее их обоих и, к тому же, уже исполнил задуманный план до конца — Нью-Йорк, Москва и многие другие крупные города мира стёрты с лица земли.

Джон и Лори телепортируются в уже разрушенный Нью-Йорк и сразу понимают, что в этом замешан Адриан Вэйдт. В Антарктиде он предпринимает неудачную попытку уничтожения Остермана, но оказывается легко побеждён. Тогда он пытается убедить всех, что «гибель миллионов» нужна была для «спасения миллиардов». Он включает многочисленные телевизоры на своей базе, и герои видят, что главы двух сверхдержав заключили перемирие, окончив свою долгую вражду. Остерман внимает аргументам Адриана и убеждает Сову и Лори молчать, чтобы не повлечь гибель ещё множества людей, однако Роршах, строго придерживаясь своего принципа «никаких компромиссов, даже перед лицом Апокалипсиса», отказывается молчать и погибает от рук Доктора Манхэттена.

Доктор Манхэттен покидает Землю, окончательно отрешившись от происходящего на ней («Поищу себе другую галактику, поспокойнее»). Лори и Драйберг живут вместе. Вэйдт остаётся безнаказанным. США и СССР живут дружно, что нравится не всем. В самом конце фильма, один из работников «патриотической» газеты США находит в почте дневник Роршаха, подброшенный им туда перед путешествием в Антарктиду, где были описаны все детали его расследования, включая выводы об истинном виновнике происходящего.