- 在高华大学变异的经历总在重演，关于军方通缉的消息亦围绕在脑海，科学家布鲁斯·班纳（爱德华·诺顿 饰）就在这样的梦魇下在巴西一边控制着体内的伽马辐射带来的异常，一边努力和纽约的蓝先生寻求解决办法。在汽水生产厂房的他一日不小心割伤手指，让血滴入了汽水瓶，远销到美国的这瓶汽水暴露了他的行踪。美国军方穷尽能力追捕他，还找来求胜心切的英国霹雳将军埃米尔·布朗斯基（蒂姆·罗斯 饰）。被逼到绝路的布鲁斯变身为绿巨人，埃米尔和其他军人都大吃一惊。为了亲手擒住布鲁斯，埃米尔建议给自己注入可使基因变异的样本。布鲁斯在美国隐匿时遇到旧女友贝蒂·罗斯（丽芙·泰勒 饰），贝蒂义无反顾地站在他一边，同时发现，她拥有令他体内绿巨人安稳的力量。那边埃米尔已经被求胜蒙蔽了眼睛，他的寻衅加上美国军方极度想利用布鲁斯体内异能作为残暴行径的决心，一场大战已经避无可避。
- 钢铁侠（小罗伯特·唐尼 饰）试图重启一个已经废弃的维和项目，不料该项目却成为危机导火索。世上最强大的超级英雄——钢铁侠、美国队长（克里斯·埃文斯 饰）、雷神（克里斯·海姆斯沃斯 饰）、绿巨人（马克·鲁法洛 饰）、黑寡妇（斯嘉丽·约翰逊 饰）和鹰眼（杰瑞米·雷纳 饰），不得不接受终极考验，拯救危在旦夕的地球。神秘反派奥创逐渐崛起，超级英雄们必须重新集结，竭力阻止奥创实施人类灭绝计划。世界秩序濒临崩溃，复仇者联盟必须阻止奥创的阴谋。强敌不断出现，一场空前绝后的全球浩战即将展开。
- 钢铁侠托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼 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茨（格温妮丝·帕特洛 饰），由她全权负责正在进行的纽约斯塔克博览会。波茨从法律部门调来助理娜塔莉（斯嘉丽·约翰逊 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 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 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 饰）的反目，眼看局势就要失控……
