鋼鐵俠托尼·斯塔克（小羅伯特·唐尼飾演）在國會聽證會上拒絕交出他的最新技術(shù)。與此同時，他發(fā)現(xiàn)自己胸前的微型電弧反應(yīng)堆正在迅速導致血液中的鈀金屬中毒。失望的托尼將斯塔克公司的首席執(zhí)行官職位移交給了他的秘書博茲（由格溫妮絲·帕特洛飾演），博茲全權(quán)負責紐約正在進行的斯塔克博覽會。博茲將他的助理娜塔莉（由斯嘉麗·約翰遜飾演）從法律部門調(diào)到了照顧托尼的崗位。托尼在媒體面前的高調(diào)露面引起了他前同事之子伊萬（由米基·洛克飾演）的不滿。為了復仇，他繼承了父親的生意，開發(fā)了一套可以與鋼鐵戰(zhàn)服相媲美的裝備。伊凡的技術(shù)引起了托尼的競爭對手軍火商賈斯汀·哈默（由薩姆·羅克韋爾飾演）的注意，他設(shè)法將伊凡從監(jiān)獄中綁架出來，并秘密研究取代鋼鐵俠。就在托尼因鈀金屬中毒而沮喪之際，他發(fā)現(xiàn)娜塔莉正在執(zhí)行一項秘密任務(wù)，他的固執(zhí)也導致了他與朋友空軍上校羅尼（由唐·錢德爾飾演）的不和，后者看到情況即將失控