Alice (Mia Wasikowska) é uma jovem de 17 anos que passa a seguir um coelho branco apressado, que sempre olha no relógio. Ela entra em um buraco que a leva ao País das Maravilhas, um local onde esteve há dez anos apesar de nada se lembrar dele. Lá ela é recepcionada pelo Chapeleiro Maluco (Johnny Depp) e passa a lidar com seres fantásticos e mágicos, além da ira da poderosa Rainha de Copas (Helena Bonham Carter).
Após confessar ao mundo ser o Homem de Ferro, Tony Stark (Robert Downey Jr.) passa a ser alvo do governo dos Estados Unidos, que deseja que ele entregue seu poderoso traje. Com a negativa, o governo passa a desenvolver um novo traje com o maior rival de Stark, Justin Hammer (Sam Rockwell). Jim Rhodes (Don Cheadle), o braço direito de Tony, é colocado no centro deste conflito, o que faz com que assuma a identidade de Máquina de Combate. Paralelamente, Ivan Vanko (Mickey Rourke) cria o alter-ego de Whiplash para se vingar dos atos da família Stark no passado. Para combater Whiplash e a perseguição do governo, Stark conta com o apoio de sua nova assistente, Natasha Romanoff (Scarlett Johansson), e de Nick Fury (Samuel L. Jackson), o diretor da S.H.I.E.L.D.
Tony Stark (Robert Downey Jr.) é um industrial bilionário, que também é um brilhante inventor. Ao ser sequestrado ele é obrigado por terroristas a construir uma arma devastadora mas, ao invés disto, constrói uma armadura de alta tecnologia que permite que fuja de seu cativeiro. A partir de então ele passa a usá-la para combater o crime, sob o alter-ego do Homem de Ferro.
