<어벤져스> 뉴욕 사건의 트라우마로 인해 영웅으로서의 삶에 회의를 느끼는 토니 스타크(로버트 다우니 주니어). 그가 혼란을 겪는 사이 최악의 테러리스트 만다린(벤 킹슬리)을 내세운 익스트리미스 집단 AIM이 스타크 저택에 공격을 퍼붓는다. 이 공격으로 그에게 남은 건 망가진 수트 한벌 뿐.모든 것을 잃어버린 그는 다시 테러의 위험으로부터 세계와 사랑하는 여인(기네스 팰트로)를 지켜내야 하는 동시에 머릿속을 떠나지 않던 한가지 물음의 해답도 찾아야만 한다.과연 그가 아이언맨인가? 수트가 아이언맨인가?