เมื่อโลกเผชิญกับภัยคุกคามจากอาวุธนิวเคลียร์ที่แพร่กระจายไปทั่วทุกมุมโลก ซูเปอร์แมนตัดสินใจทำภารกิจครั้งยิ่งใหญ่เพื่อสันติภาพ โดยเขาเลือกที่จะเก็บรวบรวมขีปนาวุธนิวเคลียร์จากทุกประเทศและโยนทิ้งไปในดวงอาทิตย์ เพื่อป้องกันไม่ให้มนุษย์โลกใช้มันทำลายกันเอง ความกล้าหาญครั้งนี้นำไปสู่การเผชิญหน้ากับศัตรูตัวใหม่ “นิวเคลียร์แมน” สิ่งมีชีวิตที่ถูกสร้างขึ้นจาก DNA ของซูเปอร์แมนโดยเล็กซ์ ลูเธอร์ ศัตรูคู่ปรับตลอดกาล

นิวเคลียร์แมนกลายเป็นภัยอันตรายครั้งใหม่ที่ทรงพลังไม่แพ้ซูเปอร์แมน และยังเต็มไปด้วยพลังงานนิวเคลียร์ที่ไม่สามารถควบคุมได้ ทั้งสองต้องต่อสู้กันในฉากแอ็กชันเหนือมนุษย์ ท่ามกลางความหวาดกลัวของประชาชนที่หวังให้ซูเปอร์แมนช่วยปกป้องโลกอีกครั้ง พร้อมๆ กับเรื่องราวดราม่าระหว่างคลาร์ก เคนท์ กับโลอิส เลน ที่สะท้อนถึงความเป็นมนุษย์ของฮีโร่ผู้ทรงพลัง