Depois de um inimigo reduzir o mundo de Tony Stark a destroços, o Homem de Ferro precisa aprender a confiar em seus instintos para proteger aqueles que ama, especialmente sua namorada, e lutar contra seu maior medo: o fracasso.

Após os eventos catastróficos em Nova York com Os Vingadores, Steve Rogers, segue tentando se ajustar ao mundo moderno. Porém, quando um colega da agência S.H.I.E.L.D. é atacado, Steve se vê preso em uma rede de intrigas que ameaça colocar o mundo em risco. Em parceria com a Viúva Negra e Falcão, seu novo aliado, o Capitão América tem que enfrentar um misterioso e inesperado inimigo, o Soldado Invernal.

Abduzido da Terra quando ainda era criança, Peter Quill (Chris Pratt) fez carreira como saqueador e se auto denominou "Senhor das Estrelas". Quando rouba uma esfera, na qual o poderoso vilão Ronan, da raça kree, está interessado, passa a ser procurado por vários caçadores de recompensas. Para escapar do perigo, Quill une forças com quatro personagens fora do sistema: Groot, uma árvore humanóide (Vin Diesel), a sombria e perigosa Gamora (Zoe Saldana), o guaxinim rápido no gatilho

Os Guardiões precisam lutar para manter sua recém descoberta família unida, enquanto descobrem os mistérios sobre o verdadeiro pai de Peter Quill.

Ao tentar proteger o planeta de ameaças, Tony Stark constrói um sistema de inteligência artificial que cuidaria da paz mundial. O projeto acaba dando errado e gera o nascimento do Ultron. Com o destino da Terra em jogo, os Vingadores terão que se unir para mais uma vez salvar a raça humana da extinção.

Dr. Hank Pym (Michael Douglas), o inventor da fórmula/ traje que permite o encolhimento, anos depois da descoberta, precisa impedir que seu ex-pupilo Darren Cross (Corey Stoll), consiga replicar o feito e vender a tecnologia para uma organização do mal. Depois de sair da cadeia, o trambiqueiro Scott Lang (Paul Rudd) está disposto a reconquistar o respeito da ex-mulher, Maggie (Judy Greer) e, principalmente, da filha. Com dificuldades de arrumar um emprego honesto, ele aceita praticar um último

Depois do ataque de Ultron, os políticos decidem controlar os Vingadores, já que suas ações afetam toda a humanidade. A decisão coloca o Capitão América em rota de colisão com o Homem de Ferro.

Natasha Romanoff, também conhecida como Viúva Negra, confronta o lado mais sombrio de sua história quando surge uma perigosa conspiração ligada ao seu passado. Perseguida por uma força implacável disposta a tudo para destruí-la, Natasha precisa agora lidar com seu passado como espiã e com as relações que deixou para trás muito antes de se tornar uma Vingadora.

Depois de atuar ao lado dos Vingadores, chegou a hora do pequeno Peter Parker (Tom Holland) voltar para casa e para a sua vida, já não mais tão normal. Lutando diariamente contra pequenos crimes nas redondezas, ele pensa ter encontrado a missão de sua vida quando o terrível vilão Abutre (Michael Keaton) surge amedrontando a cidade. O problema é que a tarefa não será tão fácil como ele imaginava.

Após sua carreira ser destruída, um brilhante, porém arrogante, cirurgião ganha uma nova chance em sua vida quando um feiticeiro o treina para se tornar o Mago Supremo.

O príncipe T'Challa retorna a Wakanda para ser coroado rei. Assumindo o manto de Pantera Negra, ele vai à caça de um vilão que roubou um precioso metal de seu país.

Thor está preso do outro lado do universo. Ele precisa correr contra o tempo para voltar a Asgard e parar Ragnarok, a destruição de seu mundo, que está nas mãos da poderosa e implacável vilã Hela.