自纽约事情以来，托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）为前所未有的焦虑症所困扰。他张狂投入钢铁侠升级版的研制，为此夜以继日，乃至忽略了女友佩珀·波茨（格温妮斯·帕特洛 Gwyneth Paltrow 饰）的感受。与此同时，臭名远扬的恐惧喽罗曼达林（本·金斯利 Ben Kingsley 饰）制作了一连串的爆炸突击事情，托尼当年最忠实的警卫即在最近的一次突击中身负重伤。未过多久，托尼、佩珀以及曾与他有过一面之缘的女植物学家玛雅（丽贝卡·豪尔 Rebecca Hall 饰）在家中遭到强烈的炮火突击，几乎丧命，而这全部似乎都与22年前那名偶尔邂逅的科学家阿尔德里奇·基连（盖·皮尔斯 Guy Pearce 饰）及其终极生物的研讨有关。
　　即便有精细先进的铠甲护身，也无法解闷发自心底的焦虑。被击碎全部的托尼，如何穿越来自阴间的熊熊烈火……