En 1942, le Major Steve Trevor de l’armée américaine part à la poursuite d’un avion Nazi dans le Triangle des Bermudes. A l’issue du combat, le pilote allemand meurt, tandis que Steve atterrit sur une île, inconscient et blessé.

Le lieu se nomme Paradise Island. Il n’est peuplé que de femmes, des Amazones cultivées, douées d’une grande sagesse, de facultés physiques incroyables et d’une espérance de vie dépassant le millénaire. La reine Hippolyte vécu durant l’Antiquité et créa cette société quasi parfaite à l’abris du reste du monde, afin qu’aucune femme ne puisse y subir la cruauté des hommes. Après avoir fait soigner Steve, elle décide donc qu’il faut le ramener chez lui, en ayant au préalable effacé tout souvenir de l’île de sa mémoire. Persuadée que les Nazis sont une menace pour le monde, y compris Paradise Island, la Princesse Diana insiste pour raccompagner le Major. Sa fascination pour cet homme et le monde extérieur n’est d’ailleurs pas étrangère à sa motivation. Hippolyte refuse la requête de son héritière, ayant prévu d’organiser un concours afin d’élire la plus douée des Amazones pour cette mission. Concours auquel Diana n’est pas autorisée à participer. Mais la jeune princesse est rusée. C’est donc sous un déguisement qu’elle participe au tournoi et gagne, à la grande joie de sa mère qui n’en attendait pas moins d’elle.

Equipée des accessoires magiques des Amazones, Diana ramène Steve aux Etats-Unis à bord de son avion invisible. A peine arrivée, elle arrête des cambrioleurs et démontre ses incroyables pouvoirs, ce qui ne manque pas d’attirer l’attention d’un agent artistique. Sous le pseudonyme de Wonder Woman (inspiré par les paroles de sa mère), Diana accepte de faire une démonstration publique de son talent pour arrêter les balles de pistolets afin de gagner un peu d’argent pour survivre. Mais un piège lui est tendu durant la soirée, qu’elle ne manque pas d’éviter. De son côté, Steve est fait prisonnier par son assistante Marcia, en réalité espionne Nazie. Sous l’effet d’une drogue, Steve lui apprend le code du coffre où sont enfermés les renseignements sur un site où sont fabriquées les bombes américaines. Wonder Woman, qui a démasqué son traître d’impresario, apprend le plan des allemands. Elle parvient à neutraliser Marcia et ses complices tout en faisant annuler leur mission d’espionnage grâce à son don d’imitation vocale.

Une fois libéré, Steve retourne aux quartiers généraux de l’armée à Washington. Une nouvelle assistante se présente à lui afin de remplacer Marcia. Steve ne reconnaît pas Wonder Woman derrière les lunettes et le strict costume militaire, mais la franchise de la jeune femme et un bon instinct font qu’il lui accorde immédiatement sa confiance.
Elle s’appelle Diana Prince, et elle est là pour aider l’effort de guerre américain contre la menace nazie…