Tony Stark ist Iron Man. Nach der Öffentlichmachung dieser Doppelidentität sonnt sich der selbstverliebte Egomane in seinem noch jungen Ruhm als eiserner Weltenretter. Die Eröffnung der eigenen Expo inszeniert er wie ein Popkonzert, den Begehrlichkeiten des US-Militärs hinsichtlich seines Kampfanzugs erteilt er bei einem Untersuchungsausschuss vor laufenden Kameras eine arrogant-zynische Absage. Erst als ihm der russische Physiker und Exsträfling Ivan Vanko bei einem Show Grand Prix in Monte Carlo die Grenzen seiner Erfindung aufzeigt, bekommt Starks ehernes Ego erste Kratzer. Dazu kommt eine von Starks lebenswichtigem Minireaktor ausgehende Paladium-Vergiftung, die, sofern er keine Ersatzquelle auftut, unweigerlich zu seinem Tod führt.

Was Wissenschaftler, Politiker und Aktivisten seit Jahrzehnten prophezeien, ist eingetreten: Die Menschheit steht kurz davor, an einer globalen Nahrungsknappheit zugrunde zu gehen. Die einzige Hoffnung der Weltbevölkerung besteht in einem geheimen Projekt der US-Regierung, das von dem findigen Wissenschaftler Professor Brand geleitet wird. Der Plan sieht vor, eine Expedition in ein anderes Sternensystem zu starten, wo bewohnbare Planeten, Rohstoffe und vor allem Leben vermutet werden. Der Ingenieur und ehemalige NASA-Pilot Cooper und Brands Tochter Amelia führen die Besatzung an, die sich auf eine Reise ins Ungewisse begibt: Wurmlöcher sind so gut wie unerforscht und niemand kann mit Sicherheit sagen, was die Crew auf der anderen Seite erwartet. Ebenso ist unsicher, ob und wann Cooper und Brand wieder auf die Erde zurückkehren. Coopers Kinder, Tochter Murph und Sohn Tom, müssen mit Schwiegervater Donald zurückbleiben und auf seine Wiederkehr hoffen...