尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 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 Chris Evans 饰）、雷神（克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 饰）、绿巨人（马克·鲁弗洛 Mark Ruffalo 饰）、黑寡妇（斯嘉丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰）和鹰眼（杰瑞米·雷纳 Jeremy Renner 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（詹姆斯·斯派德 James Spader 配音）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。战斗中，复仇者联盟成员们还遇到了两个新人物——旺达·马克西莫夫（伊丽莎白·奥尔森 Elizabeth Olsen 饰）和皮特罗·马克西莫夫（亚伦·泰勒-约翰逊 Aaron Taylor-Johnson 饰），以及以全新面目归来的老朋友——幻视（保罗·贝坦尼 Paul Bettany 饰）。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…

五年前的“旧金山事件”虽已平息，但是帝王组织对泰坦巨兽的研究从未停止。这一日，位于61号基地的巨兽摩斯拉破茧而出。艾玛·罗素博士（维拉·法米加 Vera Farmiga 饰）利用手中的声波设备与暴走的摩斯拉建立联系，可是突然闯入的雇佣兵却将一切引向不可预测的方向。原来劫走艾玛的艾伦（凯尔·钱德勒 Kyle Chandler 饰），试图借助声波设备唤醒正沉睡在冰川中的远古巨兽基多拉。另一方面，芹泽博士（渡边谦 饰）辗转找到马克（凯尔·钱德勒 Kyle Chandler 饰），希望他能一同救回马克的前妻——艾玛博士。然而事态逐渐失控，在人类欲望的趋势下，巨兽相继苏醒，更大的灾难笼罩在地球上空……