Прошло полгода с тех пор, как мир узнал, что миллиардер-изобретатель Тони Старк является обладателем уникальной кибер-брони Железного человека. Общественность требует, чтобы Старк передал технологию брони правительству США, но Тони не хочет разглашать её секреты, потому что боится, что она попадёт не в те руки. Между тем, Иван Ванко — сын русского учёного когда-то работавшего на фирму Старка, но потом уволенного и лишенного всего, намерен отомстить Тони за беды своей семьи. Для чего сооружает своё высокотехнологичное оружие.

Находясь в открытом космосе, астронавт Спенсер Армакост (Джонни Депп) на несколько минут потерял связь с Землей. Но все обошлось, и экипажу удалось вернуться назад. Спенсер и его жена опять были вместе.

Но вскоре Джиллиан (Шарлиз Терон) начинает подозревать, что ее муж стал другим. И если прежде она тревожилась за его жизнь, то теперь стала бояться за свою. Она оказалась один на один с пугающей неизвестностью…