《全明星超人》講述了超人在一次太空任務中拯救了一艘探索太陽的載人飛船，卻因暴露在太陽表面而吸收了過量的輻射。雖然他因此變得更加強大，但細胞的飽和卻讓他逐漸走向死亡。這一切其實是宿敵Lex Luthor的陰謀，他企圖通過此舉除掉超人。超人在得知自己時日無多後，向心愛的Lois Lane揭露了自己的真實身份，並送給她一支藥水，讓她體驗一天的超能力。經歷了一天的英雄旅程後，Lois與超人深情一吻。與此同時，超人也在生命的盡頭探索了關於自己身世的秘密，並面對著未來的挑戰。影片充滿了動作與情感交織的冒險，展現了超人在生命最後時光的英雄氣概與內心掙扎。