钢铁侠托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼饰）在国会听证会上拒绝交出最新技术。与此同时，他在胸口制造的微型电弧反应堆正在迅速用钯金属毒化血液。沮丧的托尼将斯塔克的主席权交给了波兹部长（格温妮丝帕特洛），后者让她完全控制了纽约正在进行的斯塔克博览会。波茨从法律部门请来助理娜塔莉（斯嘉丽约翰逊饰）来照顾托尼。托尼高调出现在媒体面前，激怒了父亲前同事的儿子伊万（米基·洛克饰）。为了报仇雪恨，他继承了父亲的生意，研发出一套堪比钢铁战衣的装备。伊万的技能引起了托尼的对手、军火商贾斯汀·哈默（山姆·洛克威尔饰）的注意，他设法将伊万绑架出狱，并秘密接近接替钢铁侠。就在托尼饱受钯金中毒所带来的挫败感之际，他发现娜塔莉在暗中工作，他的任性也引发了与好友空军上校罗尼（DonCheadleDonCheadle饰）的叛乱。局势开始失控……
