En 1997, cinq milliards d’êtres humains ont été anéantis par un virus foudroyant. Les animaux dominent de nouveau la planète, tandis que les rares survivants ont été contraints de se réfugier dans un monde souterrain, régi par des savants aux pouvoirs absolus. En 2035, rêvant de retrouver l’air libre, ceux-ci décident d'envoyer des détenus dans le passé pour chercher des indices sur la nature du virus. Désigné pour une de ces missions, James Cole est propulsé en 1990, plusieurs années avant la catastrophe. Interpellé par la police, il fait la connaissance de Kathryn Railly, une jeune psychiatre, avant d'être enfermé dans un asile. Le visage de la jeune femme lui semble familier et le replonge dans une scène qui hante ses rêves depuis l'enfance : le meurtre d’un homme dans un aéroport…

Plongeant le condamné Bruce Willis dans une éprouvante mission pour la survie de l'espèce humaine, l'ex-Monty Python Terry Gilliam brouille les cartes par un va-et-vient entre les époques – celle d'avant la catastrophe, en pleine décrépitude, et celle d'après, postapocalyptique, où une poignée de rescapés est forcée au confinement par de tyranniques scientifiques. D'une remarquable inventivité visuelle, cette passionnante dystopie brasse de multiples sujets de réflexion, du pouvoir de la technologie à l'expérimentation animale, des dérives de la société de consommation aux frontières ténues entre raison et folie, rêve et réalité, passé et présent. Thriller foisonnant, L’armée des 12 singes n’a rien à voir, en apparence, avec La jetée de Chris Marker, dont il est inspiré, mais les deux films entretiennent pourtant un étrange et profond lien de parenté.