Zwölf Alien-Raumschiffe landen auf der Erde in unterschiedlichen Regionen. Die Menschen versuchen mit den Außerirdischen zu kommunizieren, aber niemand versteht die walartigen Laute, die von den Aliens abgesondert werden. Im Auftrag der US-Regierung stellt Colonel Weber darum ein Team um die Linguistin Louise Banks und den Physiker Ian Donnelly zusammen, das eine Kommunikation mit den fremden Wesen herstellen soll, um deren Absichten in Erfahrung zu bringen. In Montana, wo eines der Schiffe über dem Boden schwebt, machen sich die beiden an die Arbeit - er, der rationale Naturwissenschaftler mit klarer Ansicht zu den Dingen, sie mit ihrem Sprachverständnis und ihrer ansteckenden Entdeckungsfreude. Doch bald beginnt ein Rennen gegen die Zeit, bei dem es um nicht weniger als den Fortbestand der Menschheit geht...

Milliardär, Lebemann und Genie Tony Stark aka Iron Man will ein inaktives Friedensprogramm in Gang bringen, doch dabei geht etwas schief. So taucht der niederträchtige Roboter-Bösewicht Ultron auf und verfolgt Pläne zur Ausrottung der Menschheit. Nun ist es an den Helden, sich wieder zu sammeln und das schreckliche Schicksal der Welt abzuwenden. Zusammen mit Iron Man treten Thor, Captain America, Hulk, Black Widow und Hawkeye dem fiesen Ultron entgegen und bekommen dabei Unterstützung von den ehemaligen S.H.I.E.L.D.-Agenten Nick Fury und Maria Hill. Außerdem kreuzen die geheimnisvollen und mit besonderen Fähigkeiten ausgestatteten Newcomer Wanda und Pietro Maximoff den Weg der Helden, wie auch ein alter Bekannter in neuer Gestalt: Vision. Die Rächer müssen ihre Kräfte vereinen, unsichere Allianzen schmieden und auf unerwartete Aktionen reagieren, um die Bewohner der Erde einmal mehr vor dem drohenden Untergang zu bewahren.