略带神经质的彼得（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）是一个准爸爸，五天后就是妻子（米歇尔·莫娜汉 Michelle Monaghan 饰）的预产期。他冲忙赶上飞机，希望可以马上飞到妻子身边陪她生产。不料，事与愿违，偏偏 上了飞机遇上一心想成名的演员伊森（扎克·加利凡纳基斯 Zach Galifianakis 饰）。然后，麻烦也就接踪而至了。在一场混乱过后，两人被赶下飞机并列入禁飞乘客名单。更不幸的是，彼得皮夹、证件又通通被飞机载走。为了及时赶上宝宝的诞生，彼得不得不选择和讨厌的伊森共同上路。二人被迫一起搭上顺风车，展开了一次穿州过省的公路旅程。当神经男遇上怪咖男，路上还有什么在等着他们呢？最后，彼得是否赶得上迎接孩子的出生？

自纽约事件以来，托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼 饰）为前所未有的焦虑症所困扰。他疯狂投入钢铁侠升级版的研发，为此废寝忘食，甚至忽略了女友佩珀·波茨（格温妮斯·帕特洛 饰）的感受。与此同时，臭名昭著的恐怖头目曼达林（本·金斯利 饰）制造了一连串的爆炸袭击事件，托尼当年最忠诚的保镖即在最近的一次袭击中身负重伤。未过多久，托尼、佩珀以及曾与他有过一面之缘的女植物学家玛雅（丽贝卡·豪尔 饰）在家中遭到猛烈的炮火袭击，几乎丧命，而这一切似乎都与22年前那名偶然邂逅的科学家阿尔德里奇·基连（盖·皮尔斯 饰）及其终极生物的研究有关。
即使有精密先进的铠甲护身，也无法排遣发自心底的焦虑。被击碎一切的托尼，如何穿越来自地狱的熊熊烈火……