Loki, Tesseract adı verilen kozmik bir güç kaynağını ele geçirir. Amacı, bu gücü kullanarak Asgard'dan ayrılarak Midgard'a, yani Dünya'ya gelir ve bu dünyayı işgal etmek ve hükmetmek için karanlık planlar yapar. Bu tehdide karşı koyabilmek için S.H.I.E.L.D. ajansının yöneticisi Nick Fury, Tony Stark, yani Iron Man'i projesine katılmak için çağırır. Iron Man'e ek olarak, ekibi tamamlamak için Kaptan Amerika, Hulk, Thor, Kara Dul ve Hawkeye gibi güçlü kahramanlar da bir araya gelir. Bu ekip, dünyayı Loki'nin gücünden ve onunla iş birliği yapan uzaylı Chitauri Ordusu'nun istilasından kurtarmak için bir araya gelir.