Tony Stark ist ein reicher Industrieller und Waffenhersteller, der nach einer Entführung in Afghanistan einen Anzug entwickelt um zu entkommen. Nach seiner Rückkehr beschließt er, seine Waffenproduktion einzustellen und zu Iron Man zu werden.

Bruce Banner, ein Wissenschaftler, der durch einen misslungenen Experiment mit Gamma-Strahlung in den Hulk verwandelt wird. Banner kämpft darum, seine Identität zu bewahren und sich vor dem Militär und dem Abomination, einem weiteren Gamma-geschädigten Wesen, zu schützen.

Unterdessen sieht Tony sich mit den Folgen seiner Identität als Iron Man und der Bedrohung durch den Bösewicht Whiplash konfrontiert. Gleichzetig wird die Beziehung zu Natasha Romanoff und die Gründung der Avengers-Initiative weiterentwickelt.

Thor, welcher aus Asgard verbannt wurde, landet derweil auf der Erde und lernt dort Demut und die Bedeutung von Verantwortung, während er sich gegen seinen bruder Loki behaupten muss.

Darauf wird Steve Rogers aufgetaut, der im zweiten Weltkrieg zu einem Supersoldaten transformiert wird, welcher schließlich als Captain America bekannt wird dadurch, dass er Red Skull bekämpfte und schließlich zu einem Symbol für den amerikanischen Patriotismus wird.

Doch wird Loki unterdessen zu einer größeren bedrohung.
Nick Fury, der Leiter von S.H.I.E.L.D., stellt ein Team aus verschiedenen Superhelfen zusammen um die Erde vor Loki zu schützen und dessen Idee von Chitauri.
Zunächst sehen sich die Helden persönlichen Differenzen konfrontiert, welche zu Konfrlikten führen, welche sie überwinden mussten um als Team zusammenzuarbeiten.
Schließlich vereinigen sie sich und finden sich zu einem epischen Kampf in New York ein um die Stadt und die Welt zu retten, was ihne letztendlich auch gelingt, wenn auch nicht ohne ermessliche Verwüstungen der New Yorker Innenstadt.
Loki wurde gefangen genommen, die Chitauri wurden ausgesperrt und der Tesserakt wurde beschlagnahmt.
Doch wie mag es nun weiter gehen?