钢铁侠托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）在国会听证上拒绝交出最新技术。与此同时，他发现胸口的微型电弧反应炉正迅速造成血液的钯金属中毒。沮丧的托尼将斯塔克公司的总裁职务交予了秘书波兹（格温妮丝·帕特罗 Gwyneth Paltrow 饰），由她全权负责正在进行的纽约斯塔克博览会。波兹从法律部门调来助理娜塔莉（斯佳丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰）照顾托尼。托尼在媒体前的高调亮相引起了其父当年同事的儿子，伊凡（米基·洛克 Mickey Rourke 饰）的不满。为了实施报复，他子承父业，研制出了一套可与钢铁战衣相媲美的装备。伊凡的技术引起了托尼的竞争对手，军火商贾斯丁·汉默（山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 饰）的注意，他设法将伊凡劫持出狱，秘密研究取代钢铁侠。正当托尼苦于钯金属中毒造成的失意之时，他发现娜塔莉原来身负秘密使命，而自己的任性，也造成了与好友，空军上校罗尼（唐·钱德尔 Don Cheadle 饰）的反目，眼看局势就要失控…

在“索科维亚战役”两年后，雷神索尔（克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 饰）识破了洛基（汤姆·希德勒斯顿 Tom Hiddleston 饰）的伪装，辗转找到了被放逐到地球的奥丁（安东尼·霍普金斯 Anthony Hopkins 饰）。然而垂死的奥丁却告知两个儿子，“诸神的黄昏”已经开始，曾遭到奥丁封禁的死亡女神海拉（凯特·布兰切特 Cate Blanchett 饰）即将重返阿斯加德。与海拉的初次对决中，索尔失去了雷神之锤，他和洛基也被打落至混乱不堪的萨卡星。在萨卡的决斗场上，索尔重逢失踪许久的绿巨人，也见到了曾从海拉魔爪下逃得一生的女武神。

斯塔克军火公司是美军在全球范围内第一大军火供应商，其新任掌门人托尼•斯塔克（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）风流倜傥，天资聪颖。他与公司元老俄巴迪亚•斯坦（杰夫·布里吉斯 Jeff Bridges 饰）合作无间，共同将斯塔克公司的业务推向顶峰。现 实生活中的托尼热衷收集名贵跑车，搞点儿发明创造，当然露水姻缘更不可少。所幸他身边有维吉尼亚•波茨（格温妮斯·帕特洛 Gwyneth Paltrow 饰）这样的好助手细心打理一切，才让他能自由自在过着贵公子的生活。
　　在前往中东为军方展示新型武器的途中，托尼一众遭到恐怖分子袭击。他被弹片击中险些丧命，在英森博士的帮助下，托尼体内移植了一颗核动力的人工心脏。恐怖分子要求托尼制造强大的杀伤性武器，他和英森虚与委蛇，暗中制造了一套由聚变能源驱动的钢铁盔甲。穿上盔甲托尼大闹恐怖分子的基地，回到美国后又对其进行了改进。却不知，接下来有更为黑暗的阴谋等着他…

能力越大，责任越大。蜘蛛侠彼得·帕克（安德鲁·加菲尔德 Andrew Garfield 饰）在全力和犯罪、灾难做斗争的同时，终于迎来了毕业的时刻。可是曾经的一段心结，让他和女友格温·斯坦西（艾玛·斯通 Emma Stone 饰）的关系降至冰点。格温应聘于为全城提供电力的 奥斯本集团公司，同一期间发生的两件事，不由得左右这家公司和彼得等人的命运。奥斯本的掌门人病故，他的儿子哈利（戴恩·德哈恩 Dane DeHaan 饰）以20岁的年龄接受这家市值2000亿美元的巨无霸。另一方面，极度崇拜蜘蛛侠的电力工程师麦克斯·威尔·迪伦（杰米·福克斯 Jamie Foxx 饰）在维修机组时意外身亡，当他再度醒来时发现自己变成了全身充满电能的超人类。

张凡在一个晚上竟然遭受了外星生物的袭击，在清洁工阿乐和神秘女子安娜的帮助下才得以逃脱。这俩人都自称是专门处理外星人事项的组织——“有关部门”的特工，他们告诉张凡，他曾经是组织中的王牌——“特工Z”。如今地球陷入外星入侵的危机，唯一能拯救这个世界的就是曾经属于特工Z的“立方体”，但张凡随之发现两人另有目的，失去记忆的他，只能一面寻找自己失去的记忆，一面从曾经的视频里寻找线索。找到“立方体”之后，他发现阿乐是伪装成人类的外星人，安娜是想要清除所有外星生命的极端特工。两人为了各自的立场利用了张凡，达到自己认为"正确"的目的。双方剑拔弩张之际，张凡站了出来，巧妙化解了俩人的矛盾，只是他这才发现，俩人的背后都牵扯出了更大的势力……