Après avoir été l’un des meilleurs pilotes de chasse de la Marine américaine pendant plus de trente ans, Pete “Maverick" Mitchell (Tom Cruise) continue à repousser ses limites en tant que pilote d'essai. Il refuse de monter en grade, car cela l’obligerait à renoncer à voler. Il est chargé de former un détachement de jeunes diplômés de l’école Top Gun pour une mission spéciale qu’aucun pilote n'aurait jamais imaginée. Lors de cette mission, Maverick rencontre le lieutenant Bradley “Rooster” Bradshaw (Miles Teller), le fils de son défunt ami, le navigateur Nick “Goose” Bradshaw. Face à un avenir incertain, hanté par ses fantômes, Maverick va devoir affronter ses pires cauchemars au cours d’une mission qui exigera les plus grands sacrifices.

Alors qu'il s'apprête a participer au tournoi du siècle, Maverick, professionnel du poker, se retrouve sans le sou, menacé de mort par un mauvais perdant nommé Angel et en butte aux provocations d'une jeune et belle joueuse, Anabelle Blansford, qui multiplie les aguicheries tout en se dérobant obstinément à ses avances.