托尼·斯塔克(小羅伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 飾)試圖重啟一個已經廢棄的維和項目，不料該項目卻成為危機導火索。世上最強大的超級英雄鋼鐵俠、美國隊長(克里斯·埃文斯 Chris Evans 飾)、雷神(克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 飾)、綠巨人(馬克·魯弗洛 Mark Ruffalo 飾)、黑寡婦(斯嘉麗·約翰遜 Scarlett Johansson 飾)和鷹眼(杰瑞米·雷納 Jeremy Renner 飾)，不得不接受終極考驗，拯救危在旦夕的地球。神秘反派奧創(詹姆斯·斯派德 James Spader 配音)逐漸崛起，超級英雄們必須重新集結，竭力阻止奧創實施人類滅絕計劃。戰斗中，復仇者聯盟成員們還遇到了兩個新人物旺達·馬克西莫夫(伊麗莎白·奧爾森 Elizabeth Olsen 飾)和皮特羅·馬克西莫...