一股突如其来的强大邪恶势力对地球造成致命威胁，没有任何一个超级英雄能够单独抵挡。长期致力于保护全球安危的神盾局（SHIELD）感到措手不及，其指挥官“独眼侠”尼克·弗瑞（塞缪尔·杰克逊 Samuel L. Jackson 饰）意识到他必须创建一个“史上最强”的联盟组织， 云集各方超级英雄一起发威，才能拯救世界于水深火热，抵御黑暗势力的侵袭。于是由六大超级英雄——“钢铁侠”（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）、“雷神” （克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 饰）、“美国队长”（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰）、“绿巨人” （马克·鲁弗洛 Mark Ruffalo 饰）、“黑寡妇”（斯嘉丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰）和“鹰眼”（杰瑞米·雷纳 Jeremy Renner 饰）组成的 ...

汤姆（萨沙·罗伊茨 Sasha Roiz 饰）是一名拥有超高智商的科学家，发明出了一种能够提取他人记忆的技术。警方将这门技术应用于审讯犯人，在各方的协助之下，汤姆进入了一位名叫安东尼（多米尼克·博加特 Dominic Bogart 饰）的男人的记忆之中，他被指控犯有一级谋杀，汤姆的任务是找到能够为他定罪的证据。                                                                      　　哪知道在实验的过程中发生了意外，汤姆竟然无法从安东尼的记忆中离开了，就这样，他被困长达四年之久。在这漫长的四年里，汤姆和安东尼渐渐熟悉起来，后者最终同意将汤姆放回现实之中，但有一个交换条件，那就是汤姆必须帮助他调查案件的真相。

莱特（杰森·斯坦森 Jason Statham 饰）是一个不守规矩、只认死理的前纽约警察。一天，他在地铁站里看到一群持械的黑帮成员在围剿一个12岁的华裔女孩梅（凯瑟琳·陈 Catherine Chan 饰）。他心里的正义感油然而生，遂出手教育了这群黑帮，并把小女孩保护了起来。紧接着，香港的三合会成员、俄罗斯混混以及政客派来的杀手和警局里的恶棍源源不断地找上门来。无奈之下，莱特只得带着梅在纽约的版图上开始了东躲西藏的亡命生涯。原来，梅有着过目不忘的本领，她记下来了一连串的数字，而这些数字经过解密后是一个密码。知道了事件原委的莱特决定帮助梅度过难关。但是，的又等待他们是一场怎样的战斗呢？

　　纳粹德意志入侵美国，双方各逞其能，无所不用其极。漆黑之夜，手执武士刀的日本女子小津（Terumi Shimazu 饰）遭遇纳粹军官海因里斯·莫比乌斯（Scott King 饰），她将布袋中的掘进机交给对方，以求自保，结果反被射杀。在此之后，莫比乌斯命令弗瑞荷费博士（Oto Brezina 饰）进行制造超级战士的血清试验，而刚刚缴获的掘进机成为了博士开展实验的重要辅助。与此同时，担忧掘进机安全的丹尼·库根（Kip Canyon 饰）和贝丝（Jean Louise O'Sullivan 饰）被美国军方带走。少校柯林斯（Kurt Sinclair 饰）鼓励他们继续沿着现在的英雄之路前行，并派一个粗鲁的中士保护他们。
　　不久，博士的实验获得成功，魔偶战争即将爆发……