Synopsis - Pour sauver le monde, l'organisation internationale de maintien de la paix SHIELD fait appel aux plus grands super-héros de tous les temps : Tony Stark alias Iron Man (Robert Downey Jr.), le docteur Bruce Banner alias Hulk (Mark Ruffalo), le fils d'Odin, Thor (Chris Hemsworth) ou Steve Rogers, plus connu sous le nom de Captain America (Chris Evans), entre autres. Leur mission : combattre Loki, le frère adoptif de Thor, qui s'est allié avec l'Autre, le chef d'une race extra-terrestre. Les super-héros doivent récupérer le Cube cosmique, dont Loki s'est emparé : c'est en effet une arme très dangereuse pour l'avenir de l'humanité, car elle donne tous les pouvoirs à celui qui la détient.