Прошло полгода с тех пор, как личность гения-миллиардера Тони Старка была раскрыта. Теперь он не просто промышленник, а публичная фигура, окруженная вниманием и давлением. Правительство требует передать чертежи его высокотехнологичного костюма для нужд армии, но Старк отказывается, считая, что его изобретение слишком опасно. В то же время его здоровье стремительно ухудшается из-за отравления палладием, которое медленно убивает его изнутри. Параллельно в сюжете появляется русский ученый Иван Ванко, чей отец был соавтором реактора Старка. Ванко создает собственный костюм с хлыстами и жаждет мести за несправедливость, которую его семья потерпела от отца Тони. Он устраивает хаос на гонках в Монако, где Старк едва выживает после атаки. Тем временем соперник Старка, Джастин Хаммер, пытается украсть его технологии и объединяется с Ванко, чтобы создать армию дронов. В финале Старк вместе с новой союзницей Наташей Романофф и своим другом полковником Роудсом, который получает собственную броню, вступает в схватку с ордами роботов. Используя новый элемент, созданный им для замены палладия, Старк побеждает Ванко, но тот погибает, взорвав свою базу. В конце Старк осознает, что его наследие — не только броня, но и ответственность за мир.