에너지원 ‘큐브’를 이용한 적의 등장으로 인류가 위험에 처하자 국제평화유지기구인 쉴드(SHIELD)의 국장 닉 퓨리(사무엘 L.잭슨)는 '어벤져스' 작전을 위해 전 세계에 흩어져 있던 슈퍼 히어로들을 찾아나선다. 아이언맨(로버트 다우니 주니어)부터 토르(크리스 헴스워스), 헐크(마크 러팔로), 캡틴 아메리카(크리스 에반스)는 물론, 쉴드의 요원인 블랙 위도우(스칼렛 요한슨), 호크 아이(제레미 레너)까지 최고의 슈퍼 히어로들이 어벤져스의 멤버로 모이게 되지만, 각기 개성이 강한 이들의 만남은 예상치 못한 방향으로 흘러가는데…