Film, Thanos'un evreni yok etmeye yönelik korkunç planını gerçekleştirmesinin ardından Yenilmezler ekibinin kalan üyelerinin, kaybettikleri dostlarına ve dünyaya geri dönme çabalarını konu alır. Thanos, sonsuzluk taşlarını kullanarak yarım evreni yok etmiş ve birçok Yenilmezler üyesi dahil birçok insanı toz haline getirmiştir. Ancak, Yenilmezler ekibi, hayatta kalanların ve evrenin kaybını telafi etmek için bir plan yapar. Bu plan, zaman yolculuğu ve sonsuzluk taşlarını geri almakla ilgilidir. Film, Yenilmezler'in geçmişteki maceralarına geri dönerek sonsuzluk taşlarını toplamaya çalışmalarını, kaybettikleri dostlarına ve ailelerine kavuşmak için çaba harcamalarını ve en nihayetinde Thanos'a karşı büyük bir final mücadelesi vermelerini anlatır.