Im Jahr 965 n. Chr. beabsichtigen die Eisriesen aus der Eiswelt Jotunheim, auf der Erde eine neue Eiszeit herbeizuführen. Die von Göttervater Odin regierten Asen stellen sich ihnen jedoch entgegen und bezwingen sie in einer großen Schlacht. Odin ringt Laufey, dem König der Eisriesen, einen Waffenstillstand ab und nimmt ihm die „Urne“, die Quelle seiner Macht. Auch Laufeys neugeborenen Sohn, den außergewöhnlich kleinen Eisriesen Loki, bringt Odin nach Asgard und zieht ihn als seinen eigenen Sohn auf.

Fünf junge Leute, die schüchterne Dana, Jules und ihr Freund Curt, Holden und der stets kiffende Marty, wollen in einer einsamen Hütte Urlaub machen. Ohne ihr Wissen wurden aber sowohl die Vorbereitungen der Reise von einer geheimen Organisation bzw. Behörde akribisch geplant als auch das Verhalten der Studenten auf geschickte Art und Weise beeinflusst. Von Mitarbeitern der Organisation werden sie rund um die Uhr mit im Haus versteckten Kameras beobachtet und durch verborgene Mechanismen wie Gas- und Hormondüsen manipuliert, während die Angestellten der rätselhaften Behörde versuchen, ihre offensichtliche Anspannung mit Humor und Geschmacklosigkeiten zu überdecken. So finden die Protagonisten den Keller, der mit seltsamen antiken Dingen angefüllt ist.

In einer geheimen Forschungsanlage mit dem Namen Projekt Pegasus arbeitet die Organisation S.H.I.E.L.D. daran, den Tesserakt (siehe Captain America: The First Avenger) als eine unerschöpfliche Energiequelle einzusetzen. Allerdings ist der aus Asgard stammende Würfel auch ein interdimensionaler Portalöffner, und eine außerirdische Macht, die Chitauri, will damit die Erde erobern. Zu diesem Zweck haben sie ein Bündnis mit dem Asen Loki geschlossen, der die Geheimnisse des Würfels kennt (siehe Thor). Mit seinem Zepter öffnet Loki durch den Tesserakt ein Portal im Inneren von Projekt Pegasus, dringt in die Anlage ein und bringt nach kurzem Kampf einige Mitarbeiter des Projekts um Dr. Selvig und den S.H.I.E.L.D.-Spezialagenten Clint Barton (Hawkeye) durch Gedankenkontrolle in seine Gewalt. Mit deren Hilfe nimmt er den Tesserakt an sich und flüchtet aus der Anlage, die daraufhin durch das instabil gewordene Portal komplett zerstört wird.

Lauda und Hunt begegnen einander erstmals 1970 bei einem Formel-3-Rennen auf dem Crystal Palace Circuit. Früh werden die höchst unterschiedlichen Charakterzüge der beiden Fahrer deutlich: Hunt ist ein Lebemann mit Playboy-Attitüde, Lauda hingegen ein technikbegabter Perfektionist. Als Lauda später auf eigene Kosten in die Formel 1 wechselt, beschließt auch der Rennstallbesitzer Lord Alexander Hesketh, mit Hunt als Fahrer in der Königsklasse anzutreten. Während Lauda mit viel Ehrgeiz und technischem Sachverstand in das Topteam Scuderia Ferrari aufsteigt und mit diesem 1975 Weltmeister wird, muss der eher disziplinlose Hunt vom Cockpit des technisch unterlegenen Hesketh-Autos machtlos zusehen.

Vor vielen Jahrtausenden versuchten die Dunkelelfen unter ihrem Anführer Malekith, von Svartalfheim aus das gesamte Universum mithilfe des Äthers und eines astronomischen Phänomens, der sogenannten Konvergenz der Neun Welten, zurück in die Dunkelheit vor der Schöpfung zu stürzen. Den Asen unter ihrem König Bor, Vater von Odin, gelang es jedoch, den Plan im letzten Moment zu durchkreuzen, indem sie den Äther stahlen und ihn in eine Steinsäule einschlossen. Malekith opferte die meisten Mitglieder seines Volkes, um seine Flucht zu sichern, und zog sich mit seinem Raumschiff in die Weiten des Weltalls zurück, um im Tiefschlaf auf die Befreiung des Äthers zu warten.

In der (fiktiven) osteuropäischen Stadt Sokovia kämpfen sich die Avengers durch die Armee von Baron von Strucker, um Lokis Zepter zu bergen, welches Hydra nach der Auflösung von S.H.I.E.L.D. in die Hände gefallen ist. Von Strucker wird von den Avengers gefangen genommen. Im Keller seiner Festung entdeckt Tony Stark eine versteckte Roboterfabrik. Die Zwillinge Pietro und Wanda Maximoff, die beide durch von Strucker mit Superkräften ausgestattet worden sind, halten sich ebenfalls im Gebäude auf. Wanda gelingt es unbemerkt, ihre psychischen Kräfte bei Stark spielen zu lassen, woraufhin er in einer Vision hilflos den Tod seiner Teamgefährten und die Zerstörung der Erde durch außerirdische Invasoren miterleben muss.

Zwei Jahre nach dem Kampf in Sokovia wird Thor auf der Suche nach den Infinity-Steinen vom Feuerdämon Surtur gefangen genommen. Dieser erzählt Thor, dass sein Vater Odin nicht in Asgard sei und Ragnarök – der prophezeite Untergang Asgards – kurz bevorstehe, worüber Thor selbst auch Visionen hat. Mithilfe seines Hammers Mjölnir befreit sich Thor, besiegt Surtur und nimmt dessen Quelle seiner Macht, eine Krone, zum Schutz vor Ragnarök mit nach Asgard, wo sie in der Schatzkammer verwahrt wird.

Das Raumschiff der Asen, in dem sich Thor, sein Bruder Loki, Bruce Banner und Heimdall befinden, wurde angegriffen. Der Titan Thanos tötete die Hälfte der Asen und ließ die andere Hälfte fliehen. Er foltert nun Thor und droht ihn zu töten, sollte ihm Loki nicht den Raumstein aushändigen. Loki beugt sich und gibt ihm den Tesserakt, in dem sich der Stein befindet. Thor und Hulk gelingt es nicht, Thanos daran zu hindern, mit dem Stein zu entkommen. Daraufhin tötet Thanos sowohl Heimdall, der aber Hulk zuvor noch mit dem Bifröst zur Erde teleportieren kann, als auch Loki, der zuvor vergeblich versucht hat, ihn zu überlisten. Der Raumstein ist der zweite Infinity-Stein, den der Titan in seinen Besitz bringen kann. Den ersten, den Machtstein, hat er bereits vom xandarianischen Nova Corps gestohlen, wobei er die Hälfte der Xandarianer getötet hat. Er schickt seine vier Ziehkinder Cull Obsidian, Ebony Maw, Corvus Glaive und Proxima Midnight nach zwei weiteren Steinen aus, die sich auf der Erde befinden. Daraufhin zer

Nach der Dezimierung durch Thanos befinden sich Tony und Nebula im Schiff der Guardians, der Benatar, auf dem Rückweg zur Erde. Tonys Verletzungen konnten von Nebula versorgt werden, doch nach wenigen Wochen versagt der Antrieb des Schiffes, sie treiben fernab jedweder Zivilisation durchs All und die Nahrungsvorräte und der Sauerstoff gehen zu Neige. Den sicheren Tod vor Augen nimmt Tony mit seinem Iron-Man-Helm eine Abschiedsbotschaft für Pepper auf, wird aber wenig später durch die von der Erde ausgesandte Captain Marvel gerettet. Diese bringt das Schiff sicher zum Avengers-Hauptquartier, wo der völlig abgemagerte Tony und Nebula von Pepper, Steve, Rhodey, Natasha, Thor, Rocket und Bruce empfangen werden.

Im Jahr 2016 verhindern die Agenten High T und H auf dem Eiffelturm in Paris eine Invasion der Erde durch eine als „Der Schwarm“ bekannte Alien-Spezies. In der nachfolgenden Szene, die 20 Jahre zuvor in New York spielt, erlebt die junge Molly Wright, wie ihre Eltern nach der Begegnung mit einem Alien von den Men in Black neuralisiert werden. Dem kleinen Alien, das sich bei Auftauchen der Men in Black in ihrem Zimmer versteckt hält, verhilft sie zur Flucht.

Jay und Silent Bob schlagen sich in der Kleinstadt Leonardo im US-Bundesstaat New Jersey durch indem sie in einer ehemaligen Videothek unter dem Deckmantel eines Restaurants namens Cock Smoker Marihuana anbauen, was dazu führt, dass es eine Hausdurchsuchung durch ein SWAT-Team gibt. Die beiden Protagonisten werden vor Gericht gestellt und erhalten einen Pflichtverteidiger beigeordnet. Der Verteidiger überzeugt den Richter davon, dass es sich bei dem Drogengeschäft um einen Pop-up-Shop handelt, der einzig allein dazu diente einen Film zu promoten. Jay und Silent Bob werden freigesprochen aber sofort wieder vor Gericht gestellt. Diesmal vertritt ihr ehemaliger Pflichtverteidiger die Gegenseite Saban Films.