未来世界的超级都市旧京山（San Fransokyo），热爱发明创造的天才少年小宏，在哥哥泰迪的鼓励下参加了罗伯特·卡拉汉教授主持的理工学院机器人专业的入学大赛。他凭借神奇的微型磁力机器人赢得观众、参赛者以及考官的一致好评，谁知突如其来的灾难却将小宏的梦想和人生毁于一旦。大火烧毁了展示会场，而哥哥为了救出受困的卡拉汉教授命丧火场。身心饱受创伤的小宏闭门不出，哥哥生前留下的治疗型机器人大白则成为安慰他的唯一伙伴。原以为微型机器人也毁于火灾，谁知小宏和大白竟意外发现有人在某座废弃工厂内大批量地生产他的发明。 稍后哥哥的朋友们弗雷德等人也加入进来，他们穿上小宏发明的超级战士战斗装备，和怀有险恶阴谋的神秘对手展开较量……

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兹（格温妮丝·帕特罗 饰），由她全权负责正在进行的纽约斯塔克博览会。波兹从法律部门调来助理娜塔莉（斯佳丽·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 l 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……

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·弗瑞（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）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”（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）、“雷神” （克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 饰）、“美国队长”（克里斯·埃文斯 Chris Evans 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）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。

在复仇者联盟众英雄的努力下，于灭霸无限手套事件中化作为灰烬的人们，重新回到了人世间，曾经消失的蜘蛛侠 彼得帕克 也回归到了普通的生活之中，数月后，蜘蛛侠彼得帕克所在的学校举行了欧洲旅游，帕克也在其中， 在欧州威尼斯旅行时，一个巨大无比的水怪袭击了威尼斯，不敌敌人的蜘蛛侠幸得一位自称神秘客的男子搭救才击退敌人，之后 神盾局局长找上正在旅游的彼得帕克并要求其加入神盾局，并安排神秘客协助帕克，神秘客自称来自其他宇宙，并告知一群名为元素众的邪恶势力已经入侵这个宇宙了，为了守护来之不易的和平，蜘蛛侠决定与神秘客联手，然而在神秘客那头罩之中，似乎隐藏着什么不为人知的真相……

1858年，美国南北战争前两年。德国赏金猎人舒尔茨从贩奴商人手中买下黑奴姜戈让其重获自由。舒尔茨实则是要把姜戈培养成无法无天的赏金猎人，为其缉拿各种通缉犯以换取报酬。姜戈的唯一条件就是从暴虐的糖果庄园主卡尔文·坎迪手中解救出自己的妻子布鲁姆希尔达。