Avengers: Age of Ultron termina con il congedo dei vari membri della squadra dei Vendicatori dopo la distruzione di Ultron. Mentre Steve Rogers e Natasha Romanoff si apprestano ad addestrare i nuovi membri della squadra, Tony Stark e Clint Burton si ritirano dal team, Hulk fugge nello spazio, e Thor ritorna ad Asgard per indagare su chi abbia manipolato gli eventi recenti.
Mentre sono alle prese con il recupero dello scettro di Loki (Tom Hiddleston) dalle mani dell’associato dell’Hydra, Von Strucker (Thomas Kretschmann), gli Avengers si imbattono nei gemelli Pietro/Quicksilver (Aaron Taylor-Johnson) e Wanda/Scarlet Witch (Elizabeth Olsen) Maximoff, due ragazzi che hanno ottenuto dei poteri grazie ad alcuni esperimenti. Tornati all’Avengers Tower, Tony Stark (Robert Downey Jr) e Bruce Banner (Mark Ruffalo) scoprono che all’interno dello scettro, vi è un’intelligenza artificiale in grado di completare il programma Ultron (James Spider) creato dal miliardario.
Mentre è in corso una festa organizzata dal gruppo, Ultron assimila diverse informazioni distorte, che lo convincono che la salvezza della Terra sia il suo annientamento. Dopo un primo scontro, il robot si reca nella regione di Sokovia per reclutare i gemelli Maximoff. Diretti dal trafficante di armi Ulysses Klaue (Andy Serkis) per procurarsi del vibranio, i tre vengono raggiunti dal team supereroistico, che rimane pesantemente scosso dai poteri mentali utilizzati da Wanda.
Rifugiatosi presso la fattoria di Clint Burton/Occhio di Falco (Jeremy Renner), i Vendicatori vengono spronati da Nick Fury (Samuel L. Jackson) a trovare un piano per fermare la I.A. Quest’ultima si è rifugiata a Seoul, per trasferire la propria coscienza all’interno di un corpo sintetico creato dalla dottoressa Helen Cho (Claudia Kim). Scoprendo i perversi piani di Ultron di distruggere il mondo, Quicksilver e Scarlet Witch fuggono per unirsi al gruppo di eroi.
Recuperato il corpo sintetico – cosa che porta al rapimento di Vedova Nera – Stark e Banner riescono a inserire la coscienza di J.A.R.V.I.S. (Paul Bettany) all’interno di esso, dando origine a Visione. Recatosi a Sokovia per fermare Ultron, che nel frattempo ha utilizzato il metallo rubato per creare una macchina di distruzione di massa, la squadra riesce ad avere la meglio. Ma durante i combattimenti, Pietro perde la vita e Hulk fugge nello spazio.
In seguito alla battaglia, Iron Man e Occhio di Falco si ritirano dal team, Thor ritorna ad Asgard per studiare gli eventi dietro le gemme dell’Infinito, mentre Captain America e Natasha si preparano ad addestrare le nuove leve.
