Avengersi wydają się mocno zmęczeni ciągłą walką ze złem. Tony Stark (Robert Downey Jr) postanawia wrócić do korzeni. Angażuje się w stworzenie zaawansowanej sztucznej inteligencji, która ma samodzielnie oceniać i eliminować zagrożenia. Niestety, jego wynalazek, Ultron (James Spader), wymyka się spod kontroli. Robot zamienia się w groźnego potwora, który zagraża ludzkości. Po raz kolejny Iron Man, Kapitan Ameryka (Chris Evans), Thor (Chris Hemsworth), Hulk (Mark Ruffalo), Czarna Wdowa (Scarlett Johansson), Sokole Oko (Jeremy Renner) oraz Nick Fury (Samuel L. Jackson) muszą połączyć siły, aby ocalić planetę przed zagładą.