Teraz, kiedy cały świat już wie, że przemysłowiec miliarder Tony Stark (Robert Downey Jr.) to Iron Man, nasz bohater wznawia działalność należącej do zmarłego ojca firmy Stark Expo, która ma zostać wizytówką humanitarnych działań inspirowanych nowinkami technologicznymi. Kiedy rząd Stanów Zjednoczonych nalega, aby Tony stanął przeciwko Ivanowi Vanko (Mickey Rourke), tajemniczej postaci z przeszłości rodziny Stark, Ivan decyduje się zniszczyć Tony'ego ukazując światu własną śmiertelną broń skonstruowaną w oparciu o technologie firmy Stark. Przyciśnięty do muru i jednocześnie zmagający się z własnymi demonami, Tony musi wezwać sprzymierzeńców, aby pomogli mu stawić czoła siłom zagrażających nie tylko jemu.
