Il film riunisce i supereroi di vari film Marvel, interpretati da Clark Gregg (Agente Coulson), Scarlett Johansson (Vedova Nera), Chris Hemsworth (Thor), Chris Evans (Capitan America) e Robert Downey Jr. (Iron Man), in un gruppo di Vendicatori che lavorano per lo S.H.I.E.L.D. e il Governo degli Stati Uniti contro un nemico comune.