<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 AIM등장 전 세계를 혼란에 빠뜨린다.그리고 AIM은 타겟을 아이언맨 토니 스타크로 정하고 스타크 저택에 공격을 퍼붓는다. 이 공격으로 토니의 저택은 부서지고 그에게 남은 건 이제 망가진 수트 한 벌 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?