影片讲述了神盾局指挥官尼克·弗瑞为了对付《雷神》中被流放的洛基,积极奔走寻找最强者,在神盾局斡旋下将钢铁侠、美国队长、雷神托尔、绿巨人、黑寡妇和鹰眼侠六位超级英雄集结在一起,组成了复仇者联盟,共同携手应对邪神洛基。
洛基在幕后黑手的支持下拥有了一支外星军队入侵地球,雷神、美队、钢铁侠、鹰眼、黑寡妇、绿巨人集结起来组建了“复仇者联盟”,最终成功击退了洛基,而幕后黑手也在片尾献出真身——他就是“疯泰坦”灭霸,至于他的目的究竟是什么,这时候还不得而知。