托尼·斯塔克（小羅伯特·唐尼飾）出生于紐約一個富裕的家庭，他從衣服裡伸出嘴，并不像他所有的孩子一樣對快樂一無所知。天生聰明的斯塔克是一個令人驚訝的天才，他在17歲時從麻省理工學院電氣工程系畢業，并成功地找到了他作為家族企業Stark Arms新老闆的社會地位。
他父母的悲慘死亡隻是啟發了托尼的職業生涯。21歲時，他開始控制數百億美元的财産，逐漸确立了斯塔克作為美軍第一武器供應商的強勢地位。但托尼傲慢的性格和實作目标的肆無忌憚的做法經常給他帶來很多麻煩。
幸運的是，他被一個精明，性感和迷人的女助理弗吉尼亞·波茨（格溫妮絲·帕特洛飾）包圍着，她總是給自己需要的照顧和幫助。他熱衷于讓名人或模特上床睡覺，然後第二天要求佩普部長扔掉過夜的"垃圾"。
但不久之後的一次綁架徹底改變了托尼·斯塔克的生活。當托尼率領一個由男子和軍事觀察員組成的小組在阿富汗一片荒蕪地區測試他的最新發展成果時，他遭到了恐怖分子的襲擊。
最終，在混亂中被炮彈碎片擊中心髒的托尼醒來，發現他的胸口有一個奇怪的裝置，維持了他的生命。
英森博士也是人質，他用汽車磁鐵從他身上吸走了彈片，救了托尼·斯塔克一命，當然，救了他的恐怖分子要求托尼·斯塔克為他們制造更強大的武器。好人不會受苦，聰明的史塔克也不會坐以待斃。
被綁架後，他開始懷疑自己所依賴的武器工業，在被自己的武器傷害後，他開始明白武器的危險，是以他逃脫的第一件事就是宣布斯塔克工業已經放棄了制造武器。
于是，在仁山的幫助下，他利用恐怖分子提供給他的粗糙裝備和原材料，在一個黑暗的地下基地裡建造了自己的鋼鐵裝甲，在與恐怖分子的戰鬥中，英森博士花時間試圖逃跑和死亡，隻是為了逃脫的托尼改變了他的想法，制造武器來拯救世界并進行額外的科學和技術研究。
于是他改進了自己的鋼鐵裝甲，創造了另一塊聚變能量，成為了一個真正的鋼鐵俠，經過試飛後，将其改進成一個真正的內建裝甲。在這一點上，奧巴迪亞·斯坦（傑夫·布裡奇斯飾）是史塔克富人中長壽的壞人，他無法忍住，他正在斯塔克阿姆斯掀起波瀾，秘密地與恐怖分子頭目打交道。
在獲救并傳回美國馬裡布後，斯塔克和AI（賈維斯）建造了一座新的方舟反應堆，但在馬裡布更換一代方舟反應堆時發生事故，導緻機體内銅線短路，最終被波茨移除并留下作為托尼的紀念。
軍方發現，被宣布關閉的斯塔克正在繼續進行武器貿易，托尼得知了這一消息，前往恐怖組織控制的地區營救平民。在回來的路上，被軍方攔截，空中的戰鬥并不是片中最激動人心的一幕。回到家後，安排助理波茨潛入他以前的辦公室，複制電腦的系統資訊，由奧巴迪亞·斯坦不抄襲資訊，等待波茨離開辦公室後才像夢一樣醒來，開始了狩獵。
樓下坐着鐵人三項特工菲爾，波茨帶他去尋找奧巴迪亞·斯坦因在16号實驗室開發的怪物機器人。
奧巴迪亞一直勸說史塔克交出方舟反應堆的設計或申請專利，但史塔克拒絕了。那天晚上，他在馬裡布的家中将方舟反應堆帶到了托尼·斯塔克（Tony Stark）體内，因為他在沙漠中殘忍地找回了馬克1号的遺骸，并開始了一項重建項目，但未能成功委托斯塔克的其他科學家複制微型方舟反應堆。
波茨和特工趕到16号實驗室，托尼知道女助手處于危險之中，飛過來救她。在實驗室裡開始了一場激烈的戰鬥，托尼想飛進冰層壓制奧巴迪亞的追擊，雙方還是綁着，怪物機器人比鋼鐵俠大兩倍多，難免無法抵擋對方的攻擊。用手機向"女朋友"求助，設定實驗室裝置的最大功率，利用反應堆的能量爆炸攻擊上奧巴迪亞，最後獲勝。
最後，軍隊成立，幫助托尼隐瞞鋼鐵俠的身份，但托尼卻異常毫不掩飾地向世界宣布："我是鋼鐵俠！"
我以為這部電影已經結束了，但它為漫威英雄電影奠定了基礎。