纽约大战后，雷神索尔（克里斯·海姆斯沃斯ChrisHemsworth饰）将弟弟洛基（汤姆·希德勒斯顿TomHiddleston饰）带回仙宫囚禁起来，此外帮助九大国度平定纷争，威名扶摇直上。虽然父王奥丁（安东尼·霍普金斯AnthonyHopkins饰）劝其及早即位，但索尔念念不忘地球的美丽女孩简·福斯特（娜塔丽·波特曼NataliePortman饰）。与此同时，简在和黛西及其助手伊安调查某个区域时意外被神秘物质入侵，却也因此重逢索尔，并随其返回仙宫。令人意想不到的是，藏在简体内的物质来自远古的黑暗精灵玛勒基斯（克里斯托弗·埃克莱斯顿ChristopherEccleston饰）。在“天体汇聚”的时刻再次到来之际，玛勒基斯企图摧毁九大国度，缔造一个全然黑暗的宇宙。藏匿简的仙宫受到重创，而索尔和洛基这对冤家兄弟也不得不联手迎战宿命的强敌……

未来世界，各个世界强国被商业力量所征服。受利益驱使，各大工业巨头搜集武器和强手，向竞争对手展开无情征伐与屠戮。绵亘多年的战争过后，曾经繁华大都市化为废墟，商业首脑们则席卷财富逃遁。废墟之中诞生九人议会...

在尼比鲁星球探查期间，企业号舰长柯克（克里斯·派恩ChrisPine饰）为营救史波克（扎克瑞·昆图ZacharyQuinto饰）采取了胆大妄为的举动，几乎危及全舰队员的生命，他也为此付出代价...

自纽约事件以来，托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼RobertDowneyJr.饰）为前所未有的焦虑症所困扰。他疯狂投入钢铁侠升级版的研发，为此废寝忘食，甚至忽略了女友佩珀·波茨（格温妮斯·帕特洛GwynethPaltrow饰）的感受。与此同时，臭名昭著的恐怖头目曼达林（本·金斯利BenKingsley饰）制造了一连串的爆炸袭击事件，托尼当年最忠诚的保镖即在最近的一次袭击中身负重伤。未过多久，托尼、佩珀以及曾与他有过一面之缘的女植物学家玛雅（丽贝卡·豪尔RebeccaHall饰）在家中遭到猛烈的炮火袭击，几乎丧命，而这一切似乎都与22年前那名偶然邂逅的科学家阿尔德里奇·基连（盖·皮尔斯GuyPearce饰）及其终极生物的研究有关。即使有精密先进的铠甲护身，也无法排遣发自心底的焦虑。被击碎一切的托尼，如何穿越来自地狱的熊熊烈火……