一股突如其来的强大力量从宇宙魔方中出现，还带来了邪神洛基（汤姆·希德勒斯顿饰），他带走了宇宙魔方，并摧毁了实验现场，使长期致力于保护全球安危的“神盾局”感到措手不及。指挥官“独眼侠”尼克·弗瑞（塞缪尔·L·杰克逊饰）意识到他必须创建一个“史上最强”的联盟组织，集结各方超级英雄，才能拯救世界。
于是由六大超级英雄－“钢铁侠”托尼·史塔克（小罗伯特·唐尼饰）、“雷神”索尔·奥丁森（克里斯·海姆斯沃斯饰）、“美国队长”史蒂夫·罗杰斯（克里斯·埃文斯饰）、“绿巨人”布鲁斯·班纳（马克·鲁法洛饰）、“黑寡妇”娜塔莎·罗曼诺夫（斯嘉丽·约翰逊饰）和“鹰眼”克林特·巴顿（杰瑞米·雷纳饰）组成的“复仇者联盟”应运而生。他们各显神通，团结一心，终于战胜了来自外星的邪恶势力，保护了地球的安全。
身经百战的超级英雄们产生了职业倦怠，已经卸下战甲的托尼·斯塔克因此发明了“奥创”（詹姆斯·斯派德饰）——有自我意识、有学习能力的人工智能机器人，并将指挥机器人军团的重任交给奥创。
令超级英雄们始料不及的是，不断进化的奥创得出了“人类是地球上最大的威胁”这一结论，进而开始实施消灭人类的计划。有强大能力的改造者马克西莫夫兄妹“快银”皮特罗（亚伦·泰勒-约翰逊饰）和“绯红女巫”旺达（伊丽莎白·奥尔森饰）也成为奥创的帮手，四处制造麻烦。复仇者联盟必须再度集合，解决这个由他们亲手制造的危机；最后，奥创被彻底消灭，复仇者联盟迎来猎鹰（安东尼·麦凯饰）、幻视（保罗·贝坦尼饰）、战争机器（唐·钱德尔饰）、和绯红女巫的加入。
银河系中的至尊强者灭霸（乔什·布洛林饰）带着四大黑曜将军四处搜集无限宝石的下落，一旦灭霸得到六颗无限宝石，他的一个响指就可以将整个宇宙一半的生命彻底摧毁。
为了保护宇宙，托尼·斯塔克和史蒂夫·罗杰斯重组了各自的复仇者联盟，并与蜘蛛侠（汤姆·赫兰德饰）、奇异博士（本尼迪克特·康伯巴奇饰）、王（本尼迪特·王饰）、银河护卫队、黑豹（查德维克·博斯曼饰）以及瓦坎达王国一同作战，不惜一切代价，阻止灭霸收集无限宝石；然而，灭霸最终成功集齐了六颗无限宝石并将整个宇宙一半的生命随机抹杀。[3]
《复仇者联盟4：终局之战》
无限战争之后，复仇者们在火箭浣熊（布莱德利·库珀饰）、星云（凯伦·吉兰饰）和惊奇队长（布丽·拉尔森饰）的帮助下最终成功找到了灭霸，但是灭霸却毁掉了所有的无限宝石，雷神一怒之下劈死了灭霸。
宇宙由于灭霸的行动而变得满目疮痍，但是五年后，从量子领域回到现实世界的蚁人（保罗·路德饰）、为幸存的复仇者带来了逆转的希望。无论前方将遭遇怎样的后果，幸存的复仇者都必须在所有剩余盟友的帮助下再一次集结，以逆转灭霸的所作所为，彻底恢复宇宙的秩序，重新创造希望和恢复宇宙的生机；最后，托尼·斯塔克壮烈牺牲，但是宇宙得以成功复苏；战斗结束后，史蒂夫·罗杰斯正式退出复仇者联盟，而把“美国队长”的职位和盾牌交给了猎鹰