The Amazing Spider-Man kertoo koulussa syrjitystä nuoresta Peter Parkerista (Garfield), joka on jäänyt lapsena omilleen ja jonka ovat kasvattaneet hänen Ben-setänsä (Sheen) ja May-tätinsä (Field). Monien muiden teini-ikäisten tavoin myös Peter yrittää pohtia, kuka hän oikein on ja miten hänestä on tullut sellainen kuin hän on. Peterin kouluaikojen ensimmäinen ihastus on Gwen Stacy (Stone), jonka kanssa hän ottaa haparoivia askeleita rakkauden, luottamuksen ja salaisuuksien maailmaan. Kun Peter löytää salaperäisen salkun, joka on kuulunut hänen isälleen, hän ryhtyy selvittämään vanhempiensa katoamista - jäljet johtavat Oscorpiin ja hänen isänsä entisen työtoverin tri Curt Connorsin (Ifans) laboratorioon. Kun Spider-Man joutuu törmäyskurssille Connorsin alter egon Liskon kanssa, Peter joutuu tekemään koko elämänsä mullistavia päätöksiä voimiensa käyttämisestä, ja niin hänen kohtalokseen tulee nousta todelliseksi supersankariksi.