Khi cả thế giới đã biết rằng nhà tư bản công nghiệp tỷ phú Tony Stark chính là Người Sắt, Tony bắt đầu kiếm tìm những ích lợi từ bộ giáp hiện đại bằng việc khởi động lại dự án của người cha quá cố – dự án Stark Expo. Động thái này chỉ nhằm mục đích thể hiện sự cách tân mang tính nhân đạo khởi nguồn từ công nghệ mới chủ yếu mà Tony đã phát minh.

Trong khi chính phủ Hoa Kỳ khăng khăng yêu cầu Tony giao nộp bộ giáp tối thượng này cho quân đội, Ivan Vanko, một nhân vật bí ẩn từng xuất hiện trong quá khứ của gia đình Stark bỗng dưng xuất hiện với một thứ vũ khí tàn khốc cũng dựa trên công nghệ của Stark.

Ngập tràn bởi bao vấn đề nan giải đồng thời phải đối diện với chính nội tâm của mình, Tony phải cầu tới sự giúp đỡ của những đồng minh chiến hữu – cả cũ và mới, để giúp đỡ anh đương đầu với các thế lực đang đe dọa hủy diệt chính anh cũng như toàn bộ nhân loại..