神盾局局長福瑞·尼克正在檢視天體實體學家塞爾維格教授（《雷神》中首次出場）所展示的宇宙魔方異動，能量的暴走中，洛基突然出現，控制了塞爾維格教授和鷹眼，并搶走宇宙魔方，故事由此展開。
天體實體學家塞爾維格教授
一間放着油畫和槍支的房間裡，黑寡婦羅曼諾夫特工被綁在椅子上，在她的引誘之下，對面的人說出了一切她想知道的資訊。科爾森特工打來電話，一聽見巴頓被策反，羅曼諾夫立即制服在場的三個男人。科爾森特工與她分工，科爾森去找鋼鐵俠托尼·斯塔克，而黑寡婦去找綠巨人班納博士。
黑寡婦的蛛網陷阱
福瑞局長正在和董事會進行視訊會議，董事告訴他，赢得戰争不能靠感情，福瑞局長說：“想赢得一場戰争要靠戰士。”美國隊長來了。
尼克福瑞邀請美國隊長
鋼鐵俠托尼剛剛完成了斯塔克大廈的能量供給，科爾森特工就來邀請他加入複仇者計劃，在小辣椒的鼓勵下，鋼鐵俠同意了。
科爾森邀請托尼
齊塔瑞人與洛基達成協定，他們給洛基軍隊去征服地球，洛基給他們宇宙魔方。
洛基與齊塔瑞人的會談
在德國的一場宴會上，洛基鷹眼一行人，為了用海因裡希博士的眼球打開大門進而奪取銥元素作為穩定劑，聲勢浩大，吓得參加宴會的人們奪門而出。洛基用神力恐吓人們，隻有一位老人不願屈從，洛基正要殺雞儆猴時，美國隊長從天而降擋下緻命一擊，在黑寡婦和鋼鐵俠的增援下将洛基帶上飛機。
美國隊長與黑寡婦
随着一陣閃電，雷神托爾降臨，帶走了洛基，他不但為了宇宙魔方，也為了帶弟弟回家，就在緊要關頭他被鋼鐵俠帶離洛基身邊，于是和鋼鐵俠開始戰鬥，最後兩人的戰鬥被美國隊長制止。
鋼鐵俠與雷神托爾
因為大家都是為着同一個目标，複仇者們終于濟濟一堂，班納博士和天才的托尼·斯塔克一見如故，他們腦回路相仿，有相同的背景和知識。美國隊長認為洛基隻是在擾亂軍心，隻要聽從指令即可，他不喜歡托尼玩世不恭的态度。羅曼諾夫半真半假地和洛基周旋，洛基自傲起來，高高在上地點評着她的人生，羅曼諾夫卻從話語中找到了突破口——洛基想讓班納博士變身綠巨人來制造混亂，她立即召集複仇者們聚集起來。
美國隊長為黑寡婦阻擋傷害
美國隊長和斯塔克發現了尼克局長利用宇宙魔方制造殺傷性武器，局長解釋說自己這樣做是因為雷神托爾來才開始研究，之前複仇者們之間的不滿一觸即發，與此同時鷹眼已經帶着自己的小隊前往複仇者們的基地，使航母外部發生爆炸。斯塔克和美國隊長去維修外部引擎，羅曼諾夫被建築物壓住，班納博士卻在壓力和失望之下，像洛基期望的那樣變回了綠巨人，在他對羅曼諾夫無差别攻擊的時候，雷神托爾挺身而出，與班納纏鬥。航母系統被鷹眼巴頓黑掉，主要引擎難以運作，諾曼諾夫聽到關于巴頓的消息，作為熟悉的隊友，立即打敗鷹眼。鋼鐵俠和美國隊長也合作修好了引擎，此時卻傳來了科爾森特工去世的消息，科爾森特工總是文質彬彬，恪守自己的本分，與每個人都有或多或少的聯系，這讓所有人都沉默了。好消息是鷹眼終于恢複了自己的意識，所有人都重燃鬥志，放下了彼此的嫌隙共同迎敵。
初代複仇者聯盟集結
這一部裡斯坦·李出現在電視采訪中。
之前幾部的鋪墊在這一部終于彙聚在一起了，科爾森特工在前幾部中都與這些超級英雄産生了或多或少的聯系，當他去世的消息傳來，各自為政的超級英雄們突然有了一種動力，或許出于愧疚或許出于遺憾，但結果是所有人都放下了短暫的成見，為大局着想，正如片尾彩蛋裡齊塔瑞人所說：“人類，并不懦弱卑微，他們堅守家園，難以駕馭，不能被統治。與人類為敵，無異于求死。”彩蛋中也出現了紫色番薯頭滅霸的笑容，這個角色以後再為大家介紹。
片尾彩蛋，一起吃烤肉
具有各種超凡能力的人們聚集在一起，用各自的能力去展現不同的世界，我很喜歡這類型的電影，《複仇者聯盟》首先展現的是如何讓這些人聚集起來，他們之間又會有怎麼樣的摩擦，每個人都有不同的性格，即使單獨看這部片子也很容易看到他們的特色和個性，看過前面各個角色獨立電影的人在這裡也會覺得親切。
複仇者聯盟為人們打倒了外星侵略者，但是最後電視采訪裡反映出來的是，群眾對于這樣的事是有很多方面看法的，有贊揚，陰謀論，對未來的擔心，被蒙蔽的不滿，但一切正如最後的咖啡廳女侍者所說，他們拯救了我的性命，我感激他們。
我們生活的方方面面，其實都有人為我們負重前行，秋天了，疫情又起，重要的不是去推卸責任，而是感謝現在夜以繼日忙碌在一線的從業人員，堅守在崗位的各行各業的普通群眾，捐錢捐物未知姓名的好心人，還有嚴格自我管理的被困于風險地區的每一個人。疫情已經持續兩年了，也許病毒在不停變異，但是我們的科學家也在不懈努力，人類從來不會因為困難而止步，在曆史的長河中，一代代人都在用智慧和實踐克服困難。相信病毒也将在世界人民的共同努力下變成曆史，希望大家生活和和美美。