最先与灭霸军团遭遇的雷神索尔一行遭遇惨烈打击，洛基遇害，空间宝石落入灭霸之手。未几，灭霸的先锋部队杀至地球，一番缠斗后掳走奇异博士。为阻止时间宝石落入敌手，斯塔克和蜘蛛侠闯入了敌人的飞船。与此同时，拥有心灵宝石的幻视也遭到外星侵略者的袭击，为此美国队长、黑寡妇等人将其带到瓦坎达王国，向黑豹求助。幸免于难的索尔与星爵一行相逢，随后他们兵分两路。索尔与火箭、格鲁特踏上再铸雷神之锤的旅程，星爵则与卡魔拉等人试图阻止灭霸的恶行。而知晓灵魂宝石下落的卡魔拉，同样是其义父灭霸追踪的对象。
　　攸关整个宇宙命运的史诗战役全面展开，超级英雄们为了平凡而自由的生命奋不顾身……

　　一股突如其来的强大邪恶势力对地球造成致命威胁，没有任何一个超级英雄能够单独抵挡。长期致力于保护全球安危的神盾局（SHIELD）感到措手不及，其指挥官“独眼侠”尼克·弗瑞（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）意识到他必须创建一个“史上最强”的联盟组织， 云集各方超级英雄一起发威，才能拯救世界于水深火热，抵御黑暗势力的侵袭。于是由六大超级英雄——“钢铁侠”（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）、“雷神” （克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 饰）、“美国队长”（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰）、“绿巨人” （马克·鲁弗洛 Mark Ruffalo 饰）、“黑寡妇”（斯嘉丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰）和“鹰眼”（杰瑞米·雷纳 Jeremy Renner 饰）组成的 “复仇者联盟”应运而生。他们各显神通，团结一心，终于战胜了邪恶势力，保证了地球的安全。

　　1959年，美国马塞诸塞州列辛顿威廉道斯小学，该校即将迎来校庆日，小女孩露辛达•安伯利（Lara Robinson 饰）提出的创意为校长所采纳。校庆日时，学生们将画下自己对未来的设想，并集中放入金属时间囊中埋入地下，准备50年后重新开启。校庆日之后，举止怪异的露辛达用鲜血在墙上写下奇怪文字，并向老师提出警告。
　　2009年，威廉道斯小学再次迎来校庆日，被埋藏地下50年之久的时间囊重见天日。小男孩凯勒（Chandler Canterbury 饰）得到露辛达的信，上面没有任何图画，整页布满毫无规律可言的数字。凯勒的父亲约翰（尼古拉斯•凯奇 Nicolas Cage 饰）夜晚研究这些数字，竟发现这是一组具有预言性的密码。文中的数字清楚记录了世界上过去50年所发生的各种灾难。除此之外，这组数字还包括了接下来将发生的重大灾难……

　　遥远的宇宙深处，随着氪星的毁灭，超人的传奇故事拉开序幕。氪星人乔·艾尔（罗素·克劳 Russell Crowe 饰）抵死反抗佐德将军（迈克尔·珊农 Michael Shannon 饰）的邪恶计划，冒险将刚出生不久的儿子卡尔·艾尔被送到银河系另一边的地球。卡尔降落在美国堪萨斯一座小镇，他幸运地成为乔纳森·肯特（凯文·科斯特纳 Kevin Costner 饰）和玛莎（黛安·莲恩 Diane Lane 饰）的养子，并且得名克拉克。克拉克从小显露出与众不同的能力与特征，但这些带给他惊讶的同时还有数不清的烦恼。通过养父的引导，克拉克（亨利·卡维尔 Henry Cavill 饰）慢慢弄清自己的身世以及所肩负的使命。终于有一天，遥远的故乡“同胞”莅临。
　　站在故乡与地球、邪恶与正义的两端，超人即将面临重大的抉择……

　　一声响指，宇宙间半数生命灰飞烟灭。几近绝望的复仇者们在惊奇队长（布丽·拉尔森 Brie Larson 饰）的帮助下找到灭霸（乔什·布洛林 Josh Brolin 饰）归隐之处，却得知六颗无限宝石均被销毁，希望彻底破灭。如是过了五年，迷失在量子领域的蚁人（保罗·路德 Paul Rudd 饰）意外回到现实世界，他的出现为幸存的复仇者们点燃了希望。与美国队长（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰）冰释前嫌的托尼（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）找到了穿越时空的方法，星散各地的超级英雄再度集结，他们分别穿越不同的时代去搜集无限宝石。而在这一过程中，平行宇宙的灭霸察觉了他们的计划。
　　注定要载入史册的最终决战，超级英雄们为了心中恪守的信念前仆后继……

　　雷•费瑞尔（汤姆•克鲁斯 Tom Cruise 饰）和妻子离婚了，一儿一女都跟母亲生活——因为他的的贪玩懒散，疏忽责任，这个家庭才如此支离破碎。一场外星人入侵的灾难却让他们重新建立起亲密的的关系。
　　这天妻子繁忙，只好把儿女交给雷照顾。电闪雷鸣天色灰暗，一切好像有些异样。 果然，马路上赫然一个庞大的三脚飞行器掘地而起，邪恶的火星人光顾了这个本来平静的小镇。人们四处逃亡，雷也带着女儿奔走逃命，开始了生死历险。当局想尽办法对付外星人，却屡屡失败，整个世界都陷入了恐慌当中。
　　有了父爱的本能，平日吊儿郎当的父亲变得英勇顽强，保护儿女成了他支撑他的动力和信念。

　　出租车司机吉米·唐（成龙 饰）是个在自己心仪女子面前缺乏自信的家伙，所经反复排练但还是会在上阵时手足无措。飚出租车是他唯一所长，拥有因超速被九次吊扣执照的光荣记录，也因这一点被富翁戴弗林（Jason Isaacs 饰）的助手选中，担任戴弗林的司机。
　　戴弗林的另一身份是情报局局长，此时正全力调查一宗饮用水公司的商业阴谋。唐被戴弗林优雅的举动深深折服，两人合作融洽，不料一日两人遭滑板炸弹袭击，戴弗林重伤，昏迷前将家中严禁触碰的燕尾服交予唐使用，并留下“沃特史崔达”的莫名词句。
　　唐无奈之下只得扮演戴弗林的角色，接受安全部门的指令，但他很快发现那件燕尾服不同寻常！用腕表调控相关模式便可以让着衣者拥有超人般的身手。唐要仰仗这件高科技战衣与美丽的菜鸟探员黛儿·布兰妮（Jennifer Love Hewitt 饰）合作，用他们的乌龙方式查清班尼公司的真相……

　　近未来，武器研发集团MARS的创始人詹姆斯•麦库伦（Christopher Eccleston 饰）发明了名为“纳罗脉”的微型机器人，该机器人可以在很短时间内吞噬掉挡路的敌人，威力巨大。北大西洋公约组织（NATO）武器研究所对此颇感兴趣，向MARS集团购买了四颗纳罗脉弹头。运送途中，护卫队遭到一伙高科技武装分子的袭击。在弹头即将被抢去之际，另一组神秘人马阻止了武装分子的计划，并解救了护卫队仅剩的两名成员公爵（钱宁•塔图姆Channing Tatum 饰）和开伞索（Marlon Wayans 饰）。
　　解救公爵的正是霍克将军（丹尼斯•奎德Dennis Quaid 饰）所统率的特种部队，公爵和开伞索请求加入该部队，以血前耻。另一方面，阴谋夺取弹头的幕后黑手正是麦库伦，他企图从NATO榨取巨额资金以支持他的研究，继而实现称霸世界的野心。一场正邪较量就此展开……

　　工程师詹宁斯（本·阿弗莱克 Ben Affleck饰）是个高科技天才。他屡屡受聘于各种项目研究，获得丰厚酬劳，但为了高度保密，条件是完工后他必须被删掉大脑中的短期记忆。此次詹宁斯的任务报酬达到了天价，而他必须花费长达几年的时间投身于这个新产品研发。
　　当产品完工后，令人意外的事情发生了。詹宁斯竟然没有得到承诺的报酬，取而代之的是一个信封，里面装着一封他自愿放弃酬劳的声明。
　　詹宁斯大为惊讶，当他要查个水落石出时，却发觉麻烦惹得越来越大了。联邦调查局和公司的老板都对他穷追不舍，要把他置于死地。这一系列神秘的事件，更让詹宁斯相信，背后肯定有着不为人知的真相。果然，一场周密的阴谋随着他的追查渐渐浮出水面。

　　随着科技的发展，人类发明了能侦察人的脑电波的“聪明”的机器人――“先知”。“先知”能侦察出人的犯罪企图，所以在罪犯犯罪之前，就已经被犯罪预防组织的警察逮捕并获刑。
　　乔恩（汤姆•克鲁斯 Tom Cruise 饰）就是犯罪预防组织的一个主管。在一次通过“先知”成功阻止了一起因外遇引起的双人命案之后，乔恩隐约感到了这一套完美的预防犯罪系统中隐含的秘密，那就是少数派报告。原来，共有三个“先知”一起判定一个人是否有杀人企图。当出现分歧时，按少数服从多数原则定案，但最后若证明少数那一方是正确的话，则会秘密保存一份少数派报告。
　　乔恩一觉醒来，突然发现自己已是昔日同事的抓捕对象。乔恩唯一的出路就是找到能证明自己清白的那份少数派报告……

　　有一个这样的理论：宇宙中存在多个平行世界，而且每个平行世界里都有一个你存在，而且所有平行世界里面的自己会分摊整个宇宙中你所具备的能量。所以，只要平行世界中的你都消失了，那所有的能量将汇聚到最后的一个人身上。正是为了这个目的，夺取所有人的能量，在遥远的未来，名叫基比（李连杰 饰）的杀手穿越时空杀掉了123个平行世界中的自己，获得了超能力。而这时，世界中只剩下自己和另外一个平行世界中名叫盖伯瑞（李连杰 饰）的自己。而身处和平世界中的盖伯瑞，完全没有意识到大难临头。只是在突然的一天，发现自己速度极快、力大无穷，而且有一个和他一模一样的人在到处犯罪，作为警察的自己，必须挺身而出，阻止犯罪的同时也为了拯救自己。

　　2018年，天网系统与人类的战争使世界陷入了末世般的境况，反抗军精神领袖约翰·康纳（克里斯蒂安·贝尔 Christian Bale 饰）带队执行一次任务的过程中获得了战胜天网的新思路，而天网系统适时推出了新的目标排名，康纳位居次席，榜首上康纳此时尚年青的父亲凯尔·瑞斯赫 然在列。与此同时，一名遗忘了自身过去经历的强壮男子马库斯（萨姆·沃辛顿 Sam Worthington 饰）出现在洛杉矶的废墟中，他与反抗军战士瑞斯偶然结识，并组队前往反抗军总部，不料途中遭机械人袭击，瑞斯被俘。落单的马库斯经由反抗军女战士布莱尔引路，迎来了与康纳命中注定的相遇，但人与机械的对立让康纳不得不视对方为敌人……
　　瑞斯在天网中心生死未卜，同时反抗军高层不肯推迟强行进攻计划，留给康纳的时间不再充裕，他只能选择进行一场赌上性命与荣誉的潜入行动。

　　莉娜（娜塔莉·波特曼 Natalie Portman 饰）是一名生物学家，一年前，她的丈夫凯恩（奥斯卡·伊萨克 Oscar Isaac 饰）在参加一项秘密任务后神秘失踪，这一年间，莉娜一直生活在悲伤之中。某天，失忆的凯恩忽然出现在了莉娜的面前，之后晕倒被送入了医院。在那里，莉娜遇见了文崔斯博士（詹妮弗·杰森·李 Jennifer Jason Leigh 饰）。
　　博士告诉莉娜，凯恩被派往了一块被“闪光”笼罩的未知区域，三年间，无数的队伍被派往区域内进行勘探，只有凯恩一人活着回来了。不仅如此，“闪光”正在不断的扩大。为了查明事情的真相，莉娜自愿加入了下一批被派遣的队伍之中，和她一同前往的，除了文崔斯博士外，还有安雅（吉娜·罗德里格兹 Gina Rodriguez 饰）和乔茜（泰莎·汤普森 Tessa Thompson 饰）。

　　在高华大学变异的经历总在重演，关于军方通缉的亦围绕在脑海，科学家Bruce Banner（爱德华·诺顿 Edward Norton 饰）就在这样的梦魇下在巴西一边控制着体内的伽马辐射带来的异常，一边努力和纽约的蓝先生寻求解决办法。
　　在汽水生产厂房的他一日不小心割伤手指，让血滴入了汽水瓶，远销到美国的这瓶汽水暴露了他的行踪。美国军方穷尽能力追捕他，还找来求胜心切的英国霹雳将军Emil Blonsky（蒂姆·罗斯 Tim Roth 饰）。被逼到绝路的Bruce变身为绿巨人，Emil和其他军人都大吃一惊。为了亲手擒住Bruce，Emil建议给自己注入可使基因变异的样本。
　　Bruce在美国隐匿时遇到旧女友Betty Ross（丽芙·泰勒 Liv Tyler 饰），Betty义无反顾地站在他一边，同时发现，她拥有令他体内绿巨人安稳的力量。
　　那边Emil已经被求胜蒙蔽了眼睛，他的寻衅加上美国军方极度想利用Bruce体内异能作为残暴行径的决心，一场大战已经避无可避。