Ketika musuh yang tak terduga muncul, mengancam keselamatan dan keamanan dunia, Nick Fury, direktur Badan Perdamaian Internasional, dikenal sebagai S.H.I.E.L.D. , membutuhkan tim untuk menyelamatkan dunia dari bencana. Usaha perekrutan pun dimulai Iron Man, Captain America, Hulk, Thor, Black Widow dan Hawkeye dikumpulkan untuk menaklukkan Dewa Kehancuran, Loki, dalam usahanya menghancurkan bumi. Dengan semua gabungan kekuatan, tugas nampak lebih mudah. Namun kenyatannya tidak demikian! Para pahlawan super justru saling melawan satu sama lain Hulk melawan Captain America, siapa yang akan menang? Apakah Iron Man dapat mengalahkan kekuatan super milik Thor? Bagaimana para pahlawan super ini secara bersama-sama menghadapi bencana, melindungi masyarakat dan yang terpenting, bertahan hidup?

Saat Tony Stark (Robert Downey Jr) memutuskan untuk membuat program perdamaian. Tony menciptakan robot cerdas Ultron untuk menggantikan peran Iron Man, Captain America, Thor, The Incredible Hulk, Black Widow dan Hawkeye. Tapi Ternyata Ultron mampu berfikir dan memiliki niat jahat yang sangat mengerikan. Ultron kini menjadi musuh bersama tim Avengers. Tidak mudah bagi tim untuk membasmi Ultron disaat mereka terancam tercerai berai karena berbeda pendapat. Tim Avengers harus bisa menghentikan rencana jahat Ultron dan membangun kekuatan bersama untuk menyelamatkan bumi dari kehancuran.

Karena Avengers dan sekutunya terus melindungi dunia dari ancaman yang terlalu besar untuk ditangani oleh seorang pahlawan, bahaya baru telah muncul dari bayangan kosmik: Thanos. Seorang lalim penghujatan intergalaksi, tujuannya adalah untuk mengumpulkan semua enam Batu Infinity, artefak kekuatan yang tak terbayangkan, dan menggunakannya untuk menimbulkan kehendak memutar pada semua realitas. Segala sesuatu yang telah diperjuangkan oleh Avengers telah berkembang hingga saat ini - nasib Bumi dan keberadaannya sendiri tidak pernah lebih pasti.

Terdampar di luar angkasa tanpa persediaan makanan dan minuman, Tony Stark berusaha mengirim pesan untuk Pepper Potts dimana persediaan oksigen mulai menipis. Sementara itu para Avengers yang tersisa harus menemukan cara untuk mengembalikan 50% mahluk di seluruh dunia yang telah dilenyapkan oleh Thanos.