自纽约事件以来,托尼·斯塔克(小罗伯特·唐尼RobertDowneyJr.饰)为前所未有的焦虑症所困扰。他疯狂投入钢铁侠升级版的研发,为此废寝忘食,甚至忽略了女友佩珀·波茨(格温妮斯·帕特洛GwynethPaltrow饰)的感受。与此同时,臭名昭著的恐怖头目曼达林(本·金斯利BenKingsley饰)制造了一连串的爆炸袭击事件,托尼当年最忠诚的保镖即在最近的一次袭击中身负重伤。未过多久,托尼、佩珀以及曾与他有过一面之缘的女植物学家玛雅(丽贝卡·豪尔RebeccaHall饰)在家中遭到猛烈的炮火袭击,几乎丧命,而这一切似乎都与22年前那名偶然邂逅的科学家阿尔德里奇·基连(盖·皮尔斯GuyPearce饰)及其终极生物的研究有关。即使有精密先进的铠甲护身,也无法排遣发自心底的焦虑。被击碎一切的托尼,如何穿越来自地狱的熊熊烈火……
吉他手埃尔(安东尼奥?班德拉斯 Antonio Banderas 饰)靠在夜总会表演为生。一天,他的女友遭到了当地的一个大毒枭的枪杀,而埃尔的左手也遭到枪击,从此不能再弹吉他了。于是,埃尔的吉他盒子里放的不再是吉他,而是武器装备。他带着他的吉他盒子穿过一个又一个街头,为的是为女友报仇雪恨。大毒枭得知埃尔正在寻仇,于是派出手下前来暗杀他。危难关头,埃尔幸得美女卡罗琳娜(萨尔玛?海耶克 Salma Hayek 饰)相救。大难不死,更加坚定了埃尔报仇的决心。
斯塔克军火公司是美军在全球范围内第一大军火供应商,其新任掌门人托尼•斯塔克(小罗伯特·唐尼RobertDowneyJr.饰)风流倜傥,天资聪颖。他与公司元老俄巴迪亚•斯坦(杰夫·布里吉斯JeffBridges饰)合作无间,共同将斯塔克公司的业务推向顶峰。现实生活中的托尼热衷收集名贵跑车,搞点儿发明创造,当然露水姻缘更不可少。所幸他身边有维吉尼亚•波茨(格温妮斯·帕特洛GwynethPaltrow饰)这样的好助手细心打理一切,才让他能自由自在过着贵公子的生活。在前往中东为军方展示新型武器的途中,托尼一众遭到恐怖分子袭击。他被弹片击中险些丧命,在英森博士的帮助下,托尼体内移植了一颗核动力的人工心脏。恐怖分子要求托尼制造强大的杀伤性武器,他和英森虚与委蛇,暗中制造了一套由聚变能源驱动的钢铁盔甲。穿上盔甲托尼大闹恐怖分子的基地,回到美国后又对其进行了改进。却不知,接下来有更为黑暗的阴谋等着他……