"12 małp" pokazuje podróż Cole'a (Stanford), zdesperowanego i udręczonego podróżnika w czasie z postapokaliptycznej niedalekiej przyszłości, który pojawia się w obecnych czasach z misją zlokalizowania i wyeliminowania źródła śmiertelnej zarazy, która ostatecznie zdziesiątkuje ludzką rasę.

Bean zagra Aarona Markera, politycznego stratega, którego relacja z Cassandrą Railly (Amanda Schull) zostaje rozdarta przez pojawienie się Cole'a. Aarona stara się chronić Cassandrę, ale zostaje wciągnięta w spisek, który może zakończyć świat.

Ivanek zagra Lelanda Frosta, genialnego inwestora dostarczającego kapitał wysokiego ryzyka i filantropa najnowocześniejszych badań biologicznych. Jego urocza i czarująca powierzchowność kryje bezwzględny popęd, który może doprowadzić do zagłady ludzkości.