Tony Stark aka Iron Man (Robert Downey Jr.) will eine künstliche Intelligenz erschaffen, deren Zweck der globale Frieden ist. Doch bei der Erschaffung geht etwas gehörig schief. Statt einer KI die das Wohl der Menschen im Sinn hat, erschafft Tony Ultron (James Spader), der gegenau das Gegenteil im Sinn hat – Ausrottung der Menschheit. Nun ist es an den Avengers, sich Ultron in den Weg zu stellen. Zusammen mit Iron Man vereinen auch Thor (Chris Hemsworth), Captain America (Chris Evans), Hulk (Mark Ruffalo), Black Widow (Scarlett Johansson) und Hawkeye (Jeremy Renner) ihr Kräfte um dem Fiesling in Robotergestalt Herr zu werden.
Doch sie haben nicht damit gerechnet, dass sich Ulton mächtige Verbündete gesucht hat, nämlich die mit besonderen Fähigkeiten ausgestatteten Zwillinge Wanda (Elizabeth Olsen) und Pietro Maximoff (Aaron Taylor-Johnson), auch bekannt als Scarlet Witch und Quicksilver. Nun ist es an den Avengers, erneut die Welt zu retten…