致命病毒「猿流感」（Simian Flu）在全球肆虐的第十五年，並是智力超群的猩猩族群與人類倖存者在舊金山開戰的兩年後。舊金山倖存者發出的求救信號引來駐守北方的自立軍隊「AΩ部隊」，部隊由一名殘暴上校麥卡洛率領，兩年期間持續和猩猩領袖凱撒發生過數次廝殺鬥爭。部隊中還包括十幾隻投靠人類、被叫作「驢子」的猩猩，牠們與領頭雷德都曾經忠誠於引發舊金山之戰、被凱撒親手處死的禍首庫巴。部隊於一次在山上和凱撒一方的戰爭中死傷慘重，雷德與幾名人類士兵被俘虜，但凱撒決定平安將人類士兵們放回去作為警告手段，但雷德卻在押送過程中逃跑。不久，凱撒的摯友火箭經過遠征後返家，表示牠們找到一座穿越沙漠、遠離人類的世外桃源，但凱撒還是堅持先堅守家園再做決定。
晚間，因一隻白化大猩猩溫特的倒戈，麥卡洛領軍對猩猩族群的瀑布家園發動夜襲，殺死凱撒的妻兒藍眼和克妮莉亞後撤退。陷入復仇怒火的凱撒命令全體族群先去新家園，將僅存的次子克尼利亞斯託付給藍眼生前的伴侶蕾克照顧，自己與隨行的戰友們莫瑞斯、火箭和盧卡踏上旅程。旅途中，凱撒殺死一名落單的人類士兵，在屋子裡找到該士兵的小女兒，並發現她面部沾血、無法說話，莫瑞斯無法坐視不管而決定收留她，並將地上撿到的布娃娃送給她。凱撒夜間潛入人類的營地找到溫特，而溫特坦白牠基於自保而向人類洩漏家園的情報，為防止溫特對外面喊叫，凱撒意外使牠窒息而死。
凱撒一方持續跟著部隊來到北部邊境雪山一帶，於路邊找到三名遭槍決埋屍的人類士兵，而其中一名未死的人類臉上出現和女孩相同的特徵；凱撒最後仁慈般的槍決他。後來，凱撒一方還意外遇到一隻會說話的猩猩、自稱「壞猩猩」，其表示牠病毒災難起初時逃出動物園後一直隱居在此。壞猩猩透漏人類軍隊目前駐守在山下的隔離集中營，凱撒視察時發現還有許多猩猩被關在籠子裡，而凱撒不慎被巡邏隊發現，盧卡為救凱撒而不幸陣亡。凱撒不顧勸阻執意要自己去復仇，近期也時不時被庫巴的幻覺折磨，使莫瑞斯和火箭逐漸擔憂凱撒開始走庫巴的老路。當凱撒試圖趁晚間潛入集中營時，卻發現被囚禁的猩猩們其實是自己的族群，而一隻被綁在X架上示眾的猩猩喊出，牠們即將穿越沙漠前被人類軍隊俘虜，且最近都在沒有食物和水的情況下被人類當成奴隸使喚。
凱撒不巧被巡邏的雷德抓獲，被帶回集中營備受麥卡洛的拷打，與同袍一同淪為奴隸。而麥卡洛供述猿流感於近期開始產生突變，導致所有仍受病毒影響的倖存人類失去語言能力、退化成「原始狀態」。為了防止現象繼續滋生，他下令屠殺所有出現此徵兆的同伴，包括自己從軍的兒子。如此的殘暴手段導致駐守在北方的美軍開始聯合備戰攻打他，因此他才需要猩猩來為他們幹活建造防禦用的圍牆，以打贏這場「聖戰」來阻止人類走向滅亡。當凱撒等猩猩開始在內部幹活時，莫瑞斯、壞猩猩、以及被莫瑞斯起名為「諾娃」的小女孩開始合作想辦法拯救牠們。諾娃偷偷潛入基地給凱撒等猩猩們食物和水來恢復體力，但由於巡邏隊靠近，火箭自願上前被抓進籠子裡，好讓諾娃趁機逃掉。而諾娃掉在集中營中的布娃娃，被麥卡洛撿到後帶回去。
莫瑞斯和壞猩猩鑿開一條直通外面的地道，火箭從士兵身上偷走鑰匙釋放所有猩猩。而北方軍隊於清晨對集中營發起總攻，凱撒獨自到二樓剛想手刃仇人，卻發現臥床不起的麥卡洛因為接觸到諾娃的沾血布娃娃，同樣受感染而無法說話。看著麥卡洛一心求死，凱撒決定放棄復仇、目視麥卡洛舉槍自盡。當外圍的猩猩被人類的炮火牽連到時，凱撒試圖引爆圍牆內的儲油槽來阻止，卻被原先牠饒恕一命的士兵普利契拿弩弓射中。而圍牆上的雷德看著眾猩猩被炮火牽連，認清自己的所為出賣同袍，最終醒悟而拿榴彈發射器炸死普利契、救下凱撒作為贖罪，最後也死於一旁士兵的槍下。
凱撒最終引爆儲油槽炸毀圍牆，炸死大部分防守的士兵，同時也讓北方軍隊攻下集中營。然而，集中營火藥庫的爆炸造成山上雪崩來襲，軍隊沒來得及撤退就集體被雪崩吞沒，凱撒、諾娃等猩猩族群因為躲在樹上逃過一劫。戰後，凱撒帶領剩餘猩猩穿越沙漠到達與世隔絕的綠洲，而諾娃和所有猩猩開始奔向牠們的新家園。但莫瑞斯發現凱撒因為嚴重箭傷即將離世，首次開口說話、向凱撒承諾牠會讓克尼利亞斯和族群永遠銘記牠。凱撒目視著充滿歡聲笑語的族群與家人後留下眼淚，最後在所有猩猩的注視之下，安詳地離開這個世界。