一股突如其来的强大邪恶势力对地球造成致命威胁，没有任何一个超级英雄能够单独抵挡。长期致力于保护全球安危的神盾局（SHIELD）感到措手不及，其指挥官“独眼侠”尼克-法瑞意识到他必须创建一个“史上最强”的联盟组织，云集各方超级英雄一起发威，才能拯救世界于水深火热，抵御黑暗势力的侵袭。于是由六大超级英雄——“钢铁侠”、“雷神” 、“美国队长”、“绿巨人” 、“黑寡妇”和“鹰眼”组成的 “复仇者联盟”应运而生。他们各显神通，团结一心，终于战胜了邪恶势力，保证了地球的安全。

影片讲述了一股突如其来的强大邪恶势力对地球造成致命威胁，没有任何一个超级英雄能够单独抵挡，长期致力于保护全球安危的神盾局（SHIELD）指挥官尼克·弗瑞为了对付《雷神》中被流放的诡计之神洛基，积极奔走寻找地球的最强者，将钢铁侠、美国队长、雷神托尔、绿巨人、黑寡妇和鹰眼六位超级英雄集结在一起，组成了复仇者联盟，共同联手对付洛基及其带来的齐塔瑞人的故事。

在上一集中大显神威的特工头子奥古斯塔斯（塞缪尔•杰克逊SamuelL.Jackso饰）这次遇到了大麻烦，他和武器专家托尼在国家安全局的地下指挥中心竟遭到杀手追杀。奥古斯塔斯怀疑这些杀手是被政府内部激进分子指派，蓄意颠覆国家政权，于是他希望物色一名合适的特工戳穿害群之马的险恶阴谋。最后，奥古斯塔斯找到了最佳人选前特种兵戴瑞斯（艾斯•库珀IceCube饰），他因殴打上级军官现在正被军警监禁。奥古斯塔斯想方设法帮助戴瑞斯越狱成功，并说服他接受了这一国家重任。于是，戴瑞斯开始行动了！