钢铁侠托尼·斯塔克公开身份后麻烦不断，一方面，政府要求他交出钢铁侠盔甲技术供军方使用，他坚决拒绝，为此与军方产生激烈冲突。另一方面，来自俄罗斯的科学家伊凡·万科因父亲曾被斯塔克家族迫害，制造出电磁鞭武器向斯塔克复仇，在赛车场与托尼展开一场惊心动魄的对决。同时，托尼体内的钯元素中毒日益严重，生命受到威胁。他在寻找新元素替代钯的过程中，与好友罗德产生误会，罗德开走了一套钢铁侠盔甲。最终，托尼在博览会上成功找到新元素解决了中毒问题，并与罗德联手对抗伊凡·万科和他背后的势力，成功化解危机。