Der Film beginnt auf einer russischen Raumstation, wo ein Kosmonaut draußen arbeitet und Frank-Sinatra-Lieder auf Russisch singt. Ein Stück Weltraummüll trifft die Station, bringt sie außer Kontrolle und schleudert den Kosmonauten ins All. Doch Superman (Christopher Reeve) rettet die Situation, bringt die Raumstation zurück in ihre Umlaufbahn und birgt den Kosmonauten.
In Smallville besucht Clark Kent die alte Kent-Farm, die zum Verkauf steht. Im Stall hört er eine Nachricht seiner kryptonischen Mutter (Susannah York), die erklärt, dass der grüne Kristall, den er hält, die letzte Quelle kryptonischer Energie ist und weise genutzt werden sollte. In diesem Moment kommt ein Auto an und Clark steckt den Kristall in seine Tasche. Ein Makler namens Hornsby (Don Fellows) teilt Clark mit, dass eine große Firma das Land ungesehen kaufen will, was Clark missfällt. Da er nicht an jemanden verkaufen will, der kein Interesse an der Farm hat, kehrt Clark nach Metropolis zurück.
In der U-Bahn übt Lois Lane (Margot Kidder) Französisch für eine bevorstehende Reise. Clark verpasst den Zug und wartet auf dem Bahnsteig. Der Zugfahrer erleidet einen Herzinfarkt und der Zug beschleunigt unkontrolliert. Clark hört das Chaos und verwandelt sich in einer Telefonzelle in Superman. Er stoppt den Zug, indem er sich auf die Gleise stellt und die Bremsen betätigt. Danach beruhigt er die Öffentlichkeit, dass die U-Bahn immer noch eine sichere Transportmethode ist.
Im „Daily Planet” erfährt Clark, dass der Medienmogul David Warfield (Sam Wanamaker) und seine Tochter Lacy (Mariel Hemmingway) die Zeitung übernehmen wollen, um sie in ein schmuddeliges Boulevardblatt zu verwandeln. Lacy bemerkt Clarks Meinung zur Wahrheit und entwickelt Sympathien für ihn. In der Zwischenzeit wird Lois’ Reise abgesagt und der Herausgeber Perry White (Jackie Cooper) geht zur Bank, um Gelder für den Rückkauf der Zeitung zu beschaffen.
Gleichzeitig wird Lex Luthor (Gene Hackman) erneut aus dem Gefängnis befreit, diesmal von seinem jungen Neffen Lenny (Jon Cryer), den er als „die Ulmenkrankheit” seiner Familie bezeichnet. Lex erster Plan ist es, Superman zu zerstören. Er stiehlt eine Haarsträhne von Superman aus einem Museum.
Andernorts scheitern Friedensgespräche zwischen den Supermächten, und der US-Präsident (Robert Beatty) erklärt im Fernsehen, dass Amerika im Wettrüsten nicht zurückstehen werde. Ein Schuljunge namens Jeremy (Damien McLawhorn) schreibt einen Brief an Superman und bittet ihn, die Krise zu lösen. Superman ist bewegt, kann jedoch nicht in die Weltpolitik eingreifen. Im Fort der Einsamkeit raten ihm die kryptonischen Ältesten, weiterzuziehen, doch er entscheidet, dass die Erde sein Zuhause ist und schlägt der UNO vor, alle Atomwaffen zu beseitigen.
In Lex Luthors Penthouse vernehmen Waffenhändler Lex‘ Plan, die Welt zu einem Vermögen wiederzubewaffnen und Superman zu beseitigen. Mit einem aus Supermans Haar gezüchteten Klon infiltriert Lex eine Raketenanlage und bringt das Protoplasma an der letzten verbleibenden Rakete an. Superman fängt die Rakete und schleudert sie in die Sonne.
Ein Lebewesen entsteht aus dem Feuerball und entwickelt sich schnell zum „Nuclearman” (Mark Pillow). Lex ist beeindruckt von seiner eigenen Intelligenz, aber Nuclearman hat eine Schwäche: Er benötigt direkte Sonneneinstrahlung, um Kraft zu schöpfen.
In Lacy’s Apartment haben Clark und Lois ein Doppeldate. Als Lex eine supersonische Nachricht an Superman sendet, begibt sich dieser zu Lex' Penthouse und trifft dort auf Nuclearman. Ihr Kampf führt sie rund um die Welt, wobei Nuclearman einen Vulkan in Italien ausbrechen lässt und die Chinesische Mauer zerstört. Schließlich nimmt Nuclearman die Freiheitsstatue und lässt sie über Metropolis fallen. Superman fängt sie ab, wird jedoch von Nuclearman verwundet.
Leicht gealtert, verwendet Superman den grünen Kristall, um zu heilen. Währenddessen verdient Lex durch Waffenhandel, und Nuclearman richtet Chaos in Metropolis an, besessen von Lacy. Vollständig erholt, lockt Superman Nuclearman in einen Fahrstuhl und schneidet ihn von der Sonne ab. Er fliegt den Fahrstuhl zum Mond, aber Nuclearman entkommt und kämpft weiter. Schließlich wirft Superman Nuclearman in einen Reaktor und besiegt ihn.
Perry White erlangt die Kontrolle über den „Daily Planet” zurück, und Superman bringt Lenny in ein Jungenheim und Lex zurück ins Gefängnis, womit der Film endet.
Oliver Trebes
