หลังจากเปิดเผยตัวตนเป็นอัศวินเหล็ก โทนี่ สตาร์คต้องเผชิญกับแรงกดดันจากรัฐบาลที่ต้องการครอบครองเทคโนโลยีชุดเกราะของเขา ขณะเดียวกันนักธุรกิจผู้แค้นเคืองอย่างจัสติน แฮมเมอร์ได้ร่วมมือกับนักฟิสิกส์รัสเซียผู้ชาญฉลาดเพื่อสร้างอาวุธทรงพลังที่เหนือกว่า โทนี่ต้องต่อสู้กับพิษจาก Palladium ในเครื่องปฏิกรณ์หัวใจของตัวเอง และค้นหาสิ่งทดแทนเพื่อเอาชีวิตรอด การมาถึงของนาตาชา โรมานอฟฟ์สายลับผู้ลึกลับทำให้สถานการณ์ซับซ้อนยิ่งขึ้น เมื่อศัตรูเก่าและใหม่รวมตัวกัน โทนี่ต้องก้าวข้ามขีดจำกัดของตัวเองเพื่อปกป้องมรดกของสตาร์ค อินดัสทรีส์
