Ponad trzy dekady po zakończeniu pracy w TOPGUN, kapitan Pete „Maverick” Mitchell służy jako pilot doświadczalny US Navy. Gdy kontradmirał Chester „Hammer” Cain zbliża się do zamknięcia hipersonicznego programu scramjet „Darkstar” i przekierowania funduszy na programy dronów, Maverick leci prototypem do celu prędkości, a następnie popycha dalej do wysokiej prędkości hipersonicznej, niszcząc go.
Cain chce uziemić Mavericka za jego lekkomyślność. Maverick otrzymuje rozkaz przeszkolenia elitarnej grupy pilotów F/A-18E/F Super Hornet zebranych przez wiceadmirała Beau „Cyclone” Simpsona i kontradmirała Solomona „Warlocka” Batesa do pilnej misji: zbombardowania nieusankcjonowanego zakładu wzbogacania uranu w obcym kraju. Zakład znajduje się w głębokim zagłębieniu na końcu kanionu i jest broniony przez pociski ziemia-powietrze i myśliwce piątej generacji Su-57 operujące z pobliskiej bazy lotniczej.
Gdy piloci szkolą się do misji, narastają tarcia między Wisielcem a Kogutem, który ma za złe kawalerską postawę Wisielca wobec swoich skrzydłowych, podczas gdy Wisielec krytykuje ostrożność Koguta. Gdy piloci obserwują Mavericka, ponownie oceniają go i gromadzą wokół niego.
Maverick spotyka się również z byłą dziewczyną Penny Benjamin, której ujawnia, że nieżyjąca już matka Koguta obiecała mu, że powstrzyma jej syna przed lataniem, i zablokowała aplikację Koguta do Akademii Marynarki Wojennej, cofając jego karierę. Maverick spotyka się później z Icemanem, który ma raka gardła i komunikuje się głównie pisząc na komputerze. Uspokajając Mavericka o nauczaniu zespołu, umiera kilka dni później, a Maverick wraz z pilotami uczestniczy w jego pogrzebie, gdzie obserwuje się formację zaginionego człowieka.
Po śmierci Icemana Cyclone usuwa Mavericka jako trenera misji i ustawia nowe parametry, które są mniej ryzykowne przy podejściu, ale bardziej ryzykowne przy wyjściu.
Maverick wybiera zespół misji i łączy się z Phoenix i jej WSO Bobem, podczas gdy Kogut jest sparowany z Paybackiem i jego fanboyem WSO. Wisielec i pozostali piloci zostają postawieni w stan gotowości. Zespół startuje z lotniskowca USS Theodore Roosevelt, podczas gdy krążownik rakietowy USS Leyte Gulf wystrzeliwuje pociski manewrujące Tomahawk, aby zniszczyć bazę lotniczą w pobliżu elektrowni. Zespół dociera do rośliny i niszczy ją. Kiedy Kogutowi kończą się środki zaradcze, Maverick poświęca swój odrzutowiec, aby go chronić i wyrzuca. Wierząc, że Maverick zginął w akcji, pozostałe samoloty wracają na lotniskowiec.
Wbrew rozkazom Kogut zawraca i ratuje Mavericka przed śmigłowcem Mi-24, ale zostaje zestrzelony przez inny pocisk ziemia-powietrze i wyrzuca się w pobliżu. Obaj ponownie łączą się i kierują w stronę zniszczonej bazy lotniczej, gdzie kradną F-14 Tomcat i wracają na lotniskowiec. Jakiś czas po misji Maverick i Rooster pracują razem nad P-51 Mustangiem w hangarze w pobliżu obiektu testowego, w którym wcześniej stacjonował Maverick.
Penny przybywa ze swoją córką Amelią, a Maverick zabiera ją na przejażdżkę P-51. Kogut podchodzi do tablicy fotograficznej i potwierdza zdjęcie sukcesu ich misji, wraz ze zdjęciem swojego zmarłego ojca i młodszego Mavericka.
