Tony Starks eksperiment med et program som er ment for å være med på å skape fred slår brutalt feil, og den onde og mektige roboten Ultron reiser seg. The Avengers, med blant andre Iron Man, Captain America, Hulk, Thor, Black Widow og Hawkeye, må dermed slå seg sammen igjen, og de henter i tillegg inn ytterligere forsterkninger for å beskytte verden fra denne nye og enorme trusselen. Noen av de nye alliansene er også av det ubehagelige slaget, og etter fallet til S.H.I.E.L.D. har ikke heltene noen andre enn seg selv å stole på, noe som byr på utfordringer.