Tentanto proteger o planeta de ameaças como as vistas no primeiro Os Vingadores, Tony Stark e Bruce Banner buscam construir um sistema de inteligência artificial que cuidaria da paz mundial. O projeto acaba dando errado e gera o nascimento do Ultron (voz de James Spader). Capitão América (Chris Evans), Homem de Ferro (Robert Downey Jr.), Thor (Chris Hemsworth), Hulk (Mark Ruffalo), Viúva Negra (Scarlett Johansson) e Gavião Arqueiro (Jeremy Renner) terão que se unir para derrotar Ultron e seus novos aliados.