เรื่องราวเริ่มต้นหลังจากเหตุการณ์ใน “The Avengers” (2012) โดย Tony Stark (รับบทโดย Robert Downey Jr.) ต้องเผชิญกับภาวะความเครียดหลังจากการต่อสู้กับ Chitauri ในมหานครนิวยอร์ก เขารู้สึกกดดันและวิตกกังวลเกี่ยวกับอนาคต ขณะที่เขากำลังพยายามสร้างเทคโนโลยีใหม่ ๆ และทำให้ชีวิตเป็นปกติอีกครั้ง
เมื่อ The Mandarin (รับบทโดย Ben Kingsley), ผู้ก่อการร้ายที่มีพลังและอำนาจ, เริ่มโจมตี Tony และผู้คนรอบตัวเขา, Tony ต้องกลับมารวมตัวกับ Iron Man และเผชิญหน้ากับศัตรูที่มีพลังอย่างมาก
Tony ต้องใช้สติปัญญาของเขาในการต่อสู้เมื่อเขาถูกทำลายอย่างรุนแรงและต้องเริ่มต้นใหม่จากศูนย์ เขาค้นพบความสำคัญของการเป็นฮีโร่ไม่ได้มาจากชุดเกราะ แต่เป็นความกล้าหาญและความมุ่งมั่นที่จะทำสิ่งที่ถูกต้อง