人知を超えた悪によってひそかに進められる地球壊滅の陰謀。それを食い止めるべく、大富豪で天才発明家アイアンマン（ロバート・ダウニー・Jr）、神々の国から地球ヘと追放された雷神ソー（クリス・ヘムズワース）、感情の爆発によって容姿を激変させる科学者ハルク（マーク・ラファロ）などを集めた部隊アベンジャーズが結成される。しかし、各々が抱えているつらい過去や苦悩が浮き上がっては衝突し合うようになり、人類史上最大の危機に立ち向かうチームとしての機能が消失しかけていた。