托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼 饰）试图重启一个已经废弃的维和项目，不料该项目却成为危机导火索。世上最强大的超级英雄——钢铁侠、美国队长（克里斯·埃文斯 饰）、雷神（克里斯·海姆斯沃斯 饰）、绿巨人（马克·鲁弗洛 饰）、黑寡妇（斯嘉丽·约翰逊 饰）和鹰眼（杰瑞米·雷纳 饰），不得不接受终极考验，拯救危在旦夕的地球。神秘反派奥创（詹姆斯·斯派德 配音）逐渐崛起，超级英雄们必须重新集结，竭力阻止奥创实施人类灭绝计划。战斗中，复仇者联盟成员们还遇到了两个新人物——旺达·马克西莫夫（伊丽莎白·奥尔森 饰）和皮特罗·马克西莫夫（亚伦·泰勒-约翰逊 饰），以及以全新面目归来的老朋友——幻视（保罗·贝坦尼 饰）。
世界秩序濒临崩溃，复仇者联盟必须阻止奥创的阴谋。强敌不断出现，一场空前绝后的全球浩战即将展开……

一个大雪纷飞的寒冷夜晚，学者赛里格曼（斯特兰·斯卡斯加德 Stellan Skarsgård 饰）偶遇了遍体鳞伤躺在雪地里的女子乔伊（夏洛特·甘斯布 Charlotte Gainsbourg 饰），好心的赛里格曼将乔伊接回家里疗养，却没想到，等待着他的，会是一个充满了扭 曲情欲的故事。
影片随着乔伊的讲述徐徐展开，年纪很小的时候，乔伊（斯黛茜·马汀 Stacy Martin 饰）就发现了自己拥有异于常人的高涨性欲，年幼的无知和懵懂让乔伊欣然接受了自己的不同，随着年龄的增长，她开始大胆又奔放的徜徉在情欲之海中，甚至和好友一起创办了专门接纳“女性瘾者”的俱乐部。乔伊的第一个男人名叫杰罗姆（希亚·拉博夫 Shia LaBeouf 饰），当成年后的乔伊再度遇见杰罗姆之时，她发现自己竟然深深地爱上了他，而悲剧的是，乔伊发现，唯独杰罗姆的爱抚无法燃起她的激情，在性和爱之间，乔伊陷入了深深的迷惘之中。

纽约大战后，雷神索尔（克里斯·海姆斯沃斯 饰）将弟弟洛基（汤姆·希德勒斯顿 饰）带回仙宫囚禁起来，此外帮助九大国度平定纷争，威名扶摇直上。虽然父王奥丁（安东尼·霍普金斯 饰）劝其及早即位，但索尔念念不忘地球的美丽女孩简·福斯特（娜塔丽·波特曼 饰）。与此同时，简在和黛西及其助手伊安调查某个区域时意外被神秘物质入侵，却也因此重逢索尔，并随其返回仙宫。令人意想不到的是，藏在简体内的物质来自远古的黑暗精灵玛勒基斯（克里斯托弗·埃克莱斯顿 饰）。在“天体汇聚”的时刻再次到来之际，玛勒基斯企图摧毁九大国度，缔造一个全然黑暗的宇宙。藏匿简的仙宫受到重创，而索尔和洛基这对冤家兄弟也不得不联手迎战宿命的强敌……

一股突如其来的强大邪恶势力对地球造成致命威胁，没有任何一个超级英雄能够单独抵挡。长期致力于保护全球安危的神盾局（SHIELD）感到措手不及，其指挥官“独眼侠”尼克·弗瑞（塞缪尔·杰克逊 饰）意识到他必须创建一个“史上最强”的联盟组织， 云集各方超级英雄一起发威，才能拯救世界于水深火热，抵御黑暗势力的侵袭。于是由六大超级英雄——“钢铁侠”（小罗伯特·唐尼 饰）、“雷神” （克里斯·海姆斯沃斯 饰）、“美国队长”（克里斯·埃文斯 饰）、“绿巨人” （马克·鲁弗洛 饰）、“黑寡妇”（斯嘉丽·约翰逊 饰）和“鹰眼”（杰瑞米·雷纳 饰）组成的 “复仇者联盟”应运而生。他们各显神通，团结一心，终于战胜了邪恶势力，保证了地球的安全。

《千禧年》杂志的财经记者米克尔·布隆克维斯特（丹尼尔·克雷格 Daniel Craig 饰）正被一桩报导引起的诽谤诉讼案搞得焦头烂额之际，却意外接到了瑞典顶尖家族企业范耶尔工业集团的创始人亨利·范耶尔（克里斯托弗·普卢默 Christopher Plummer 饰）的邀请。表面上米克尔要为对方写传记，实则是帮迪奇调查一桩40年前发生在家族里的悬而未决的杀人案。米克尔认真梳理堆积如山的资料，与家族成员交流攀谈。却在关键时刻，被一个边缘女孩莉丝贝丝·沙兰德（鲁妮·玛拉 Rooney Mara 饰）入侵电脑盗取了资料。他找到同要具有非凡调查能力的莉丝，邀请她一同调查，却发现面前是一个深不见底的欲望黑洞……
本片根据瑞典小说家斯蒂格·拉尔松（Stieg Larsson）的原著改编。