Agora que o mundo sabe que o industrial bilionário Tony Stark é o Homem de Ferro, ele busca mostrar os benefícios de sua armadura ao relançar a extravagante Expo Stark, uma vitrine de inovações humanitárias inspiradas por sua tecnologia. Enquanto o governo dos EUA insiste que ele entregue sua revolucionária arma para o exército, Ivan Vanko, uma misteriosa figura do passado da família Stark, planeja destruir Tony ao revelar sua própria e devastadora arma baseada na tecnologia do Homem de Ferro. Pressionado em todas as frentes, enquanto encara também seus demônios pessoais, Tony precisa finalmente pedir ajuda a seus aliados para confrontar as forças que ameaçam destruir não só ele, mas toda a humanidade.