时为1982年，一支隶属挪威的三人南极科考队在冰原中行进，意外发现一艘一百万年前的奇怪船只，并且在附近找到了冻于严冰之中的神秘生物。才貌双全的美国古生物学家凯特·洛伊德（玛丽·伊丽莎白·文斯蒂德 Mary Elizabeth Winstead 饰）在桑德尔·哈沃森博士（Ulrich Thomsen 饰）的邀请下，随同一众科研工作者前往南极。经过认真研究，他们发现这是地球上从未有过的生物。正当科学家们为了这个伟大的发现载歌载舞庆祝之时，神秘生物悄悄解冻，继而向人类展开凶残的袭击。经过一番惨烈的搏斗，怪物最终葬身火海。 但是厄运并未就此结束，经过对怪物细胞的观测，凯特隐隐感到一场灾难正向全人类袭来……
钢铁侠托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼RobertDowneyJr.饰）在国会听证上拒绝交出最新技术。与此同时，他发现胸口的微型电弧反应炉正迅速造成血液的钯金属中毒。沮丧的托尼将斯塔克公司的总裁职务交予了秘书波兹（格温妮丝·帕特罗GwynethPaltrow饰），由她全权负责正在进行的纽约斯塔克博览会。波兹从法律部门调来助理娜塔莉（斯佳丽·约翰逊ScarlettJohansson饰）照顾托尼。托尼在媒体前的高调亮相引起了其父当年同事的儿子，伊凡（米基·洛克MickeyRourke饰）的不满。为了实施报复，他子承父业，研制出了一套可与钢铁战衣相媲美的装备。伊凡的技术引起了托尼的竞争对手，军火商贾斯丁·汉默（山姆·洛克威尔SamRockwell饰）的注意，他设法将伊凡劫持出狱，秘密研究取代钢铁侠。正当托尼苦于钯金属中毒造成的失意之时，他发现娜塔莉原来身负秘密使命，而自己的任性，也造成了与好友，空军上校罗尼（唐·钱德尔DonCheadle饰）的反目，眼看局势就要失控……
