《全明星超人》围绕超人展开。莱克斯·卢瑟发现超人因吸收过多太阳辐射，身体正逐渐崩溃，生命进入倒计时。在生命的最后阶段，超人决定完成一系列壮举。他帮助科学家解决难题，让人类科技实现飞跃；还将地球的动植物送往宇宙深处，为生命延续做准备。与此同时，卢瑟趁超人身体衰弱，制造出强大的机械怪物对抗超人。超人虽身体状况不佳，但仍凭借顽强意志和智慧与怪物战斗。最终，超人在生命的尽头，将自己的一部分太阳能量注入露易丝·莱恩体内，让她拥有短暂超能力，也为人类留下了希望与勇气的精神遗产。