托尼·斯塔克试图重启一个已经废弃的维和项目，不料该项目却成为危机导火索。世上最强大的超级英雄——钢铁侠、美国队长、雷神、绿巨人、黑寡妇和鹰眼，不得不接受终极考验，拯救危在旦夕的地球。神秘反派奥创逐渐崛起，超级英雄们必须重新集结，竭力阻止奥创实施人类灭绝计划。战斗中，复仇者联盟成员们还遇到了两个新人物——旺达·马克西莫夫和皮特罗·马克西莫。

身经百战的超级英雄们产生了职业倦怠，已经卸下钢铁战甲的托尼·斯塔克因此发明了“奥创”——有自我意识、有学习能力的人工智能机器人，并将保护世界的重任交给奥创。令超级英雄们始料不及的是，不断进化的奥创得出了“人类是地球上最大的威胁”这一结论，进而开始实施消灭人类的计划。有强大能力的改造人兄妹快银和绯红女巫也成为奥创的帮手，四处制造麻烦。于是，在地球面临生死存亡的紧急关头时，超级英雄们挺身而出承担起拯救世界的重任，他们将阻止可怕的人工智能机器人“奥创”制定恐怖计划。