영화의 시작은 에너지원 큐브를 이용하여 지구를 위협하러 온 악당 로키로부터 시작된다. 그로 인해 인류가 위험에 처하자 국제평화유지기구인 쉴드의 국장 닉 퓨리는 최강의 슈퍼히어로들을 불러모으는 '어벤져스' 작전을 개시하게 된다. 닉의 부름으로 아이언맨, 토르, 캡틴 아메리카, 헐크 뿐만 아니라 호크 아이, 블랙 위도우까지 엄청난 인물들을 한자리에 모이게 한다. 처음에 자존심도 세고 각기 개성이 강하여 티격태격하지만, 그들은 힘을 합쳐야만 로키와 그의 군단으로부터 지구를 구할 수 있을 것이다. 일부 섬광 장면이 빛에 민감한 시청자에게 영향을 줄 수 있음.