一声响指，宇宙间半数生命灰飞烟灭。几近失望的复仇者们在惊奇队长（布丽·拉尔森 Brie Larson 饰）的帮助下找到灭霸（乔什·布洛林 Josh Brolin 饰）归隐之处，却得知六颗无限宝石均被销毁，期望彻底幻灭。如是过了五年，迷失在量子领域的蚁人（保罗·路德 Paul Rudd 饰）意外回到现实国际，他的出现为幸存的复仇者们点燃了期望。与美国队长（克里斯·埃文斯 Chris Evans 饰）冰释前嫌的托尼（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）找到了穿越时空的办法，星散各地的超级英豪再度集结，他们别离穿越不同的年代去搜集无限宝石。而在这一过程中，平行宇宙的灭霸察觉了他们的计划。