명석한 분자 생물학자였던 빅터 프라이스 박사(Victor Fries: 아놀드 슈왈제네거 분)는 병든 아내를 치료하기 위해 극저온 냉동 실험을 하다가 그만 끔찍한 사고를 당해 괴상한 몰골의 냉동 인간인 미스터 프리즈(Mr. Freeze)로 변한다. 계속 영하의 체온을 유지해야 하는 그는 다이아몬드로 저온 상태를 유지시키는 냉동복을 입고 살아야 한다. 그의 유일한 목적은 얼어붙은 아내를 살리기 위한 실험에 필요한 거액의 돈을 마련하고 고담시를 자신의 냉동 왕국으로 만드는 것. 미스터 프리즈의 이러한 야욕을 물리칠 수 있는 유일한 희망은 배트맨(Bruce Wayne/Batman: 죠지 크루니 분). 그러나 배트맨도 이번엔 혼자가 아니다. 그의 곁에는 용감한 파트너 로빈(Dick Grayson/Robin: 크리스 오도넬 분)이 있는 것이다. 이들은 한 팀이 되어 악당 미스터 프리즈에 대항해 싸운다. 그러나 미스터 프리즈 역시 파트너가 있다. 죽음의 키스로 무장한 아름다운 악녀 포이즌 아이비(Poison Ivy: 우마 써먼 분)가 식물들의 세계정복이라는 야욕을 달성키 위해 고담시를 위협하는 존재로 등장하는 것이다. 포이즌 아이비의 원래 정체는 착한 식물학자 파멜라 이슬리 박사(Pamela Isley). 그녀는 어떤 운명의 장난으로 요염하면서도 위험한 악녀 포이즌 아이비로 변신한다. 고군분투하는 배트맨과 로빈 앞에 또다른 아군이 나타난다. 그녀는 바로 낮과 밤의 두 얼굴을 가진 여자 배트걸(Batgirl: 알리시아 실버스톤 분). 낮엔 새침떼기 여학생이지만 밤엔 겁없는 모터사이클 레이서인 바바라 윌슨(Barbara Wilson)이 바로 배트걸의 정체다.