Керол Денверс з дитинства мріє літати, тому, подорослішавши, дівчина вирішує стати курсантом військово-повітряної академії. Отримавши звання майора, Керол стає співробітником розвідувального управління під керівництвом Ніка Ф'юрі. Під час виконання чергового завдання літак разом із героїнею стикається з інопланетною расою, після чого в Керол з'являються унікальні надздібності.

Кінострічка Капітан Марвел заснована на відомих у всьому світі коміксах про супергероїв Marvel. Сценаристи зазначили, що змінили у фільмі класичний сюжет про супергероїню у зв'язку з тим, що її історія занадто схожа на походження іншої надлюдини Зеленого Ліхтаря. Завдяки цьому рішенню Капітан Марвел має свою унікальну сюжетну лінію про супергероя.

На роль Керол Денверс запросив знамениту акторку Брі Ларсон, яка отримала за роль у драматичному фільмі Кімната одразу чотири нагороди. Актриса під час підготовки до зйомок практично щодня по кілька годин вивчала бойові мистецтва, що дуже допомогло Ларсон виконувати різні складні трюки. У результаті пригодницький бойовик Капітан Марвел заробив у прокаті більше одного мільярда доларів, що в сім разів перевищує суму витрачених коштів на зйомки кінокартини.