Nun, da die ganze Welt weiß, dass Milliardär und Erfinder Tony Stark der gepanzerte Superheld Iron Man ist, wird er von Regierung, Presse und der Öffentlichkeit dazu gedrängt, seine Technologie militärischen Zwecken zur Verfügung zu stellen. Stark befürchtet jedoch, sie könnte in die falschen Hände geraten und weigert sich, die Geheimnisse seiner Iron Man-Rüstung zu enthüllen. Mit Pepper Potts (Gwyneth Paltrow) und James „Rhodey“ Rhodes (Don Cheadle) an seiner Seite formt Stark neue Bündnisse und tritt fremden, mächtigen Kräften entgegen, die den Frieden und die Stabilität der Welt gefährden.