Гений, миллиардер, плейбой и филантроп Тони Старк (Роберт Дауни-мл.) зарабатывает деньги на торговле оружием. Однажды он получает ранение и попадает в плен к террористам. Чтобы не дать осколку попасть в сердце, другой пленник вживляет ему электромагнитый генератор прямо в грудь. Вскоре на основе генератора Старк собирает первый бронированный костюм и сбегает из темницы. Он продолжает совершенствовать свою суперброню, сражается с преступниками и узнает, что его врагом все это время был Обадайя Стейн (Джефф Бриджес), исполнительный директор «Старк Индастриз». Старк побеждает противника, который тоже надел суперброню, знакомится с Филом Колсоном (Кларк Грегг) из шпионской организации «Щ.И.Т.» и на пресс-конференции признается в том, что является Железным человеком. В сцене после титров в гости к Старку приходит глава «Щ.И.Т.» Ник Фьюри (Сэмюэл Л. Джексон) и заводит разговор о некой инициативе «Мстители».

Ученый Брюс Бэннер (Эдвард Нортон) экспериментирует с гамма-радиацией и в результате несчастного случая приобретает альтер эго. Теперь во время злости и стресса он превращается в агрессивного гиганта Халка. Бэннер скрывается от армии США, которая хочет использовать его в своих целях; инициатор преследования — генерал Таддеус Росс (Уильям Хёрт), отец его возлюбленной Бетти (Лив Тайлер). Военные используют сыворотку суперсолдата, чтобы превратить майора Эмиля Блонски (Тим Рот) в монстра по имени Мерзость, но он выходит из-под контроля, поэтому Брюс/Халк вступает с ним в битву, чтобы спасти невинных людей. Эмиль побежден, Брюсу удается сбежать. В финале Старк находит Росса и сообщает, что собирает супергеройскую команду.

Сын советского инженера Иван Ванко (Микки Рурк) планирует отомстить Старку за смерть своего отца, который работал в его компании. Помогает злодею предприниматель Джастин Хаммер (Сэм Рокуэлл), конкурент «Старк Индастриз». Но Железному человеку удается победить врагов при активной поддержке своей возлюбленной Пеппер Потс (Гвинет Пэлтроу), телохранителя Хэппи Хогана (Джон Фавро), шпионки Наташи Романофф по прозвищу Черная Вдова (Скарлетт Йоханссон) и подполковника Джеймса «Роуди» Роудса (Дон Чидл), который носит один из бронекостюмов, как у Старка, и выступает под именем Воитель. В сцене после титров Фил Колсон из «Щ.И.Т.» приезжает в пустыню, где находится некий загадочный молот.

В Асгарде — это что-то вроде планеты, на которой живут боги скандинавского пантеона — происходит скандал. Тор (Крис Хемсворт) ослушался короля и своего отца Одина (Энтони Хопкинс), за что был изгнан на Землю. А еще он лишился способности поднимать свой молот Мьёльнир. Бог грома влюбляется в землянку Джейн Фостер (Натали Портман) и становится приятелем ее научного руководителя Эрика Селвига (Стеллан Скарсгард) и ее подруги Дарси Льюис (Кэт Деннингс). Тем временем власть в Асгарде захватывает хитрый Локи (Том Хиддлстон), приемный брат Тора. Он отправляет на Землю робота Разрушителя, который должен избавиться от Тора и его соратников. Герою удается победить врага, вернуть контроль над Мьёльниром и свергнуть Локи, который якобы погибает. В сцене после титров Селвиг, действиями которого тайно руководит бог обмана, начинает изучать синий куб Тессеракт по заданию Фьюри.

Самый разгар Второй мировой войны. Иоганн Шмидт (Хьюго Уивинг), глава нацистской организации «Гидра», получает Тессеракт — космический артефакт, который дарует невиданную силу. Под воздействием сыворотки суперсолдата он получает суперсилы, но его облик меняется, и Шмидт получает прозвище Красный Череп.

Тем временем слабый физически, но сильный духом американец Стив Роджерс (Крис Эванс) тоже получает сыворотку суперсолдата и становится Капитаном Америка, пропагандистским символом США. Вместе со своим старым приятелем Баки Барнсом (Себастиан Стэн), возлюбленной Пегги Картер (Хейли Этвелл) и изобретателем Говардом Старком (Доминик Купер играет будущего отца Тони Старка) он успешно сражается с оккультистами-нацистами. Барнс погибает во время одной из миссий; Стив сходится в битве с Черепом, который пропадает после попытки использовать Тессеракт, и жертвует собой, чтобы вражеский бомбардировщик не долетел до Америки.

Оказывается, что Капитан Америка пролежал во льдах несколько десятилетий и приходит в себя в наше время, его отыскали и привели в чувство агенты «Щ.И.Т.». Не постаревший ни на день Стив с горечью вспоминает Пегги и принимает предложение Фьюри присоединиться к команде «Мстители».

Локи и солдаты инопланетной расы читаури планируют захватить Землю. Бог обмана захватывает разум ученого Селвига и лучника Клинта Бартона по прозвищу Соколиный Глаз (Джереми Реннер), ценного агента «Щ.И.Т.», а также планирует при помощи Тессеракта открыть портал в Нью-Йорке, через который на планету и попадут захватчики. Фьюри, Колсон и агент Мария Хилл (Коби Смолдерс) пускают в ход инициативу «Мстители» и собирают супергеройский отряд, состоящий из Капитана Америка, Железного человека, Черной Вдовы, Халка (отныне его играет не Нортон, а Марк Руффало) и Тора, позже к ним присоединится расколдованный Соколиный Глаз. Героям удается победить Локи не без потерь: погибает Колсон, а Нью-Йорк сильно пострадал во время битвы с читаури. Плененный бог обмана и Тессеракт возвращаются в Асгард. В сцене после титров оказывается, что серым кардиналом вторжения был некий космический суперзлодей. Позже выяснится, что его зовут Танос (в большинстве фильмов его играет Джош Бролин) и он охотился за синим кубом.

Тони Старка мучает ПТСР после битвы с читаури в Нью-Йорке, и он постоянно занят созданием и усовершенствованием новых бронекостюмов, что тревожит Пеппер. Тони вступает в противостояние с террористом по прозвищу Мандарин (Бен Кингсли), который разрушает его особняк. Позже оказывается, что преступник — всего лишь нанятый актер Тревор Слэттери. Настоящий злодей — ученый Олдрич Киллиан (Гай Пирс), который разрабатывает технологию «Экстремис», позволяющую регенерировать ткани. Старк и Роуди спасают похищенного Олдричем президента США, и Пеппер расправляется со злодеем.

Джейн изучает загадочную физическую аномалию и становится носительницей Эфира — могущественного Камня реальности, которым ранее владел темный эльф Малекит (Кристофер Экклстон). Тор забирает возлюбленную в Асгард, туда же направляется Малекит со своей армией. Они убивают Фриггу (Рене Руссо), мать Тора. Бог грома обращается за помощью к своему плененному брату Локи, они перемещаются в Темный мир, чтобы извлечь Эфир из тела Джейн. Локи снова якобы погибает (на самом деле, он становится правителем Асгарда под видом Одина), а Тор побеждает темного эльфа и отправляется на Землю, чтобы жить с Джейн. В сцене после титров асгардские воины Сиф (Джейми Александер) и Вольштагг (Рэй Стивенсон) передают Эфир на хранение Коллекционеру (Бенисио дель Торо).

Стив привыкает к жизни в XXI веке, его ближайшим другом становится десантник Сэм Уилсон (Энтони Маки) по прозвищу Сокол. Агентов «Щ.И.Т.» атакует таинственный убийца в маске с металлической рукой, ему удается убить Фьюри. Стив и Наташа подаются в бега и узнают, что «Гидра» не уничтожена в прошлом, а внедрилась в разные правительственные организации. Их таинственным киллером по прозвищу Зимний Солдат оказывается старый соратник Стива — Баки, которому промыли мозги. Фьюри оказывается все-таки жив и убивает главу заговорщиков Александра Пирса (Роберт Редфорд), а «Гидра» теряет контроль над Баки, и тот начинает приходить в себя, скрываясь и от бывших хозяев, и от Стива. В сцене после титров нацист Вольфганг фон Штрукер (Томас Кречман) проводит опыты на своих подопечных — близнецах Ванде (Элизабет Олсен) и Пьетро (Аарон Тейлор-Джонсон) Максимофф.

Питер Квилл по прозвищу Звездный Лорд (Крис Пратт) похищает некую Сферу, за которой охотится представитель расы крии Ронан Обвинитель (Ли Пейс). Вскоре он объединяется с неожиданными союзниками — генно-модифицированным енотом Ракетой (Брэдли Купер), разумным деревом Грутом (Вин Дизель), воином Драксом (Дэйв Батиста) и киллершей Гаморой (Зои Салдана), приемной дочерью самого Таноса. Им удается выяснить, что внутри Сферы находится Камень Силы, могущественный космический артефакт. В заварушку также вмешивается космический пират Йонду (Майкл Рукер), когда-то давно похитивший Квилла с Земли и ставший ему кем-то вроде приемного отца. В финале новоявленная команда, получившая название Стражи Галактики, побеждает Ронана и передает Камень Силы космической полицейской организации Корпус Нова. Грут вынужден начать процесс роста заново — он едва не погиб и теперь снова находится в состоянии саженца.

Команда во главе с Капитаном Америка атакует одну из баз «Гидры», где находятся близнецы Ванда (она же Алая Ведьма), которая обладает телекинезом и телепатией, и Пьетро (Ртуть), двигающийся со скоростью звука. Ванда заставляет Старка увидеть параноидальную картину поражения Мстителей. Ученый при помощи скипетра Локи (в нем оказывается Камень разума) и Бэннера создает продвинутый ИИ Альтрон для защиты Земли от всех угроз. Но Альтрон решает, что ему необходимо уничтожить всех людей для блага мира. ИИ создает себе продвинутое синтетическое тело, но Мстители перехватывают его раньше, наделяют сознанием Д. Ж.А.Р.В.И.С., голосового помощника Старка, и оживляют. Андроид получает имя Вижн (Пол Беттани), а Камень разума оказывается впаян в его лоб. Супергерои вместе с «Щ.И.Т.» и Вижном дают финальный бой в восточноевропейской стране Заковии, к команде присоединяется Ванда, попутно гибнет Пьетро. Им удается победить ценой огромных разрушений, а Халк, которого раздирает персональный кризис, улетает в неизвестном направлении. В сцене после титров Танос надевает Перчатку Бесконечности и готовится самолично отправиться за камнями, которые ему так и не удалось достать при помощи своих закулисных интриг.

Ученый и бывший сотрудник «Щ.И.Т.» Хэнк Пим (Майкл Дуглас) разработал особые частицы, способные уменьшать разные объекты, включая человеческие тела. Его бывший ученик Даррен Кросс, он же Желтый Шершень (Кори Столл), решает использовать похожую технологию, потому Пим прибегает к помощи неудачливого вора Скотта Лэнга (Пол Радд). Он получает костюм Человека-муравья, в котором может уменьшаться. Тренирует его дочь ученого, Хоуп ван Дайн (Эванджелин Лилли). Скотту удается победить Кросса, он снова может видеться со своей дочкой Кэсси (Эбби Райдер Фортсон) и привлекает к себе внимание Мстителей. В сцене после титров Хоуп получает костюмы Осы, который принадлежал ее погибшей матери. В другой сцене после титров Капитан Америка и Сокол взяли в плен Баки и планируют обратиться за помощью к Скотту.

После сражения с Альтроном в Заковии ООН готовит специальный закон, согласно которому супергерои обязаны действовать только под присмотром государства. Подписание договора срывает теракт, который уносит жизнь Т’Чаки (Джон Кани), короля могущественного африканского государства Ваканда. Его сын Т’Чалла, он же супергерой Черная Пантера (Чедвик Боузман), клянется отомстить. Заговор подстроил террорист Барон Земо (Даниэль Брюль), потерявший семью во время заковианских событий и решивший уничтожить за это супергероев. В качестве яблока раздора он использует Баки, выдавая его за убийцу Т’Чаки. К тому же выясняется, что Баки, будучи агентом «Гидры», убил родителей Старка.

Мстители раскалываются на две стороны. В команду Железного человека, который считает, что с государством необходимо сотрудничать, входят Воитель, Вижн, Черная Пантера, Черная Вдова и новенький супергерой Человек-паук, он же Питер Паркер (Том Холланд). В команде Капитана Америка, который считает новый закон авторитарным, — Сокол, Зимний Солдат, Алая Ведьма, Человек-муравей и Соколиный Глаз. Конфликт заканчивается тем, что Роуди искалечен и становится инвалидом (но позже Старк дарит ему экзоскелет), а Земо пленен. Мстители расходятся в разные стороны, так и не помирившись. В сцене после титров Баки оказывается в Ваканде, где его должны окончательно избавить от установок «Гидры».

Заносчивый нейрохирург Стивен Стрэндж (Бенедикт Камбербэтч) попадает в автокатастрофу и получает травму, которая закрывает ему возможность вновь оперировать. Он портит отношения со своей подругой и коллегой Кристиной Палмер (Рэйчел Макадамс), тратит все деньги на реабилитацию и однажды узнает о существовании мистического монастыря Камар-Тадж в Непале. Его обучением магическим наукам руководит Древняя (Тильда Суинтон), а приятелем героя становится библиотекарь Вонг (Бенедикт Вонг). Стрэндж становится обладателем двух артефактов — Глаза Агамотто (в нем содержится Камень времени) и плаща левитации. Он побеждает злодея-колдуна Кецилия (Мадс Миккельсен), а затем одолевает демона Дормамму, помещая его в петлю времени. В сценах после титров колдун Карл Мордо (Чиветель Эджиофор) отбирает магические способности у других людей, а Стрэндж соглашается помочь Тору с поисками Одина.

Жрица расы суверенов Аиша (Элизабет Дебики) решает уничтожить Стражей (Ракета украл ее имущество) и нанимает для этого Йонду. Вскоре на помощь команде приходит Эго (Курт Рассел), отец Квилла, с которым тот никогда не был знаком. Оказывается, он живая планета (целестиал), способная принимать облик человека. С помощью сына он планирует терраформировать вселенную, но Стражи с ним не согласны и вступают в бой. На их стороне выступает Небула (Карен Гиллан), сводная сестра Гаморы, и Йонду, который жертвует собой, чтобы спасти Квилла. Им удается победить Эго. В сценах после титров Краглин (Шон Ганн), помощник Йонду, становится его фактическим заместителем, а суверены создают совершенного героя Адама Уорлока, который должен будет расправиться со Стражами.

Эдриан Тумс (Майкл Китон) вместе со своей командой работал над восстановлением Нью-Йорка после битвы с читаури («Мстители»), но их вытеснила правительственная компания в союзе со Старком. Тогда Тумс собирает из инопланетных технологий костюм и берет себе имя Стервятник. Подросток Питер Паркер возвращается к обычной школьной жизни после событий фильма «Первый мститель: Противостояние», а в свободное время сражается с уличными преступниками под маской Человека-паука. Вскоре эту тайну узнает его друг Нед (Джейкоб Баталон). Паркер вступает в противостояние с Тумсом, который неожиданно оказывается отцом Лиз (Лора Хэрриер), в которую влюблен супергерой. Человеку-пауку удается победить, и Стервятник оказывается за решеткой. В финале воспитывающая супергероя тетя Мэй (Мариса Томей) узнает о тайной личности Питера, а Старк, помогавший ему на протяжении всего фильма, наконец-то предлагает Паркеру присоединиться к Мстителям. В сцене после титров преступник Мак Гарган (Майкл Мэндо) пытается выведать в тюрьме у Тумса, кем является Человек-паук, но получает отказ.

Тор побеждает огненного демона Суртура, который напророчил Асгарду полное уничтожение во время грядущего Рагнарёка, и возвращается домой. На троне — Локи, а их отец Один находится где-то на Земле. Братья отправляются на поиски (им помогает Стрэндж) и встречают Одина, который умирает у них на глазах. Перед этим он подтверждает пророчество о Рагнарёке и признается, что у них есть злобная сестра Хела (Кейт Бланшетт). Та покидает свою темницу, уничтожает Мьёльнир, а сам Тор оказывается на планете Сакаар. Тут проходят гладиаторские бои под присмотром Грандмастера (Джефф Голдблюм). Среди бойцов оказываются легендарная асгардская воительница Валькирия (Тесса Томпсон) и — внезапно — Халк, который исчез после событий вторых «Мстителей» и уже давно не принимал человеческое обличье. Им удается сбежать и сразить Хелу, но Асгард разрушается (Локи предусмотрительно крадет Тессеракт), а Тор теряет правый глаз. Бог грома уверен, что его народ примут на Земле, и направляется туда на космическом корабле. В сцене после титров корабль асгардцев перехватывает Танос.

Т’Чалла после гибели своего отца Т’Чаки пытается найти свое место в Ваканде в качестве лидера и защитника страны, обладающей вибраниумом, самым ценным ресурсом на планете. Его противником выступает наемник Киллмонгер (Майкл Б. Джордан), который оказывается двоюродным братом главного героя и тоже претендует на престол. Черная Пантера побеждает и участвует в конференции ООН, где раскрывает миру всю правду о Ваканде, скрывавшей свои ресурсные богатства. В сцене после титров Шури (Летишиа Райт), сестра Т’Чаллы, приветствует Баки, который окончательно очистился от установок «Гидры».

Танос мечтает уничтожить половину живых существ в галактике, чтобы решить все социальные проблемы. Он травмирован уничтожением родной планеты Титан, которая в свое время не справилась с перенаселением и нехваткой ресурсов. Для этого ему нужно собрать полную Перчатку Бесконечности. Он уже завладел Камнем силы, уничтожив Корпус Нова, и собирается собрать остальные пять. Следующий (Камень пространства, он же Тессеракт) он получает на асгардском корабле, убивая Локи и побеждая Тора. Халка вышвыривает на Землю. Тот предупреждает супергероев о грядущем вторжении, и вскоре подчиненные Таноса появляются в разных уголках планеты. Сам злодей оказывается на планете Вормир и получает Камень души, пожертвовав своей дочерью Гаморой, также он грабит Коллекционера и разживается Камнем реальности. Значительная часть супергероев (Человек-паук, Стрэндж и Железный человек, Мантис, Дракс, Питер Квилл) оказываются на планете Титан, где их побеждает Танос и добавляет к своей перчатке Камень времени. Затем злодей оказывается на Земле, где Черная Пантера, Баки, Капитан Америка, Ракета, Грут и много кто еще готовятся к защите Ваканды. Танос убивает Вижна, вырывая из его лба Камень разума. Собрав полную коллекцию, он щелкает пальцами и исполняет свое желание. Половина всего живого немедленно погибает. Среди павших супергероев — Черная Пантера, Сокол, Черная Вдова, Мантис, Дракс, Квилл, Грут, Стрэндж, Паркер и Баки. В сцене после титров погибают Мария Хилл и Фьюри, но последний успевает послать сообщение Капитану Марвел (Бри Ларсон).

Начало фильма происходит незадолго до событий «Войны бесконечности». Скотт находится под домашним арестом из-за того, что помогал беглому Капитану Америка, поэтому его возлюбленная Хоуп и ее отец Хэнк прекратили с ним общаться. Но все же им требуется его помощь, чтобы проникнуть в квантовый мир, где может до сих пор находиться Джанет ван Дайн (Мишель Пфайффер), жена Хэнка, которая попала туда десятки лет назад. Героям противостоит Эйва Старр, она же Призрак (Ханна Джон-Кэймен), жертва неудачного научного эксперимента. Хоуп, Хэнку и Скотту удается спасти Джанет, а та дарит часть своей энергии Призраку, что позволяет стабилизировать ее состояние. В сцене после титров Скотт застревает в квантовом мире. Хоуп, Хэнк и Джанет расщепляются после Щелчка Таноса, поэтому никто не может выпустить его.

Действие фильма разворачивается в середине 1990-х. Пилот ВВС Кэрол Дэнверс стала жертвой взрыва, во время которого получила сверхчеловеческие силы. Ее похитили инопланетяне крии, которые стерли ей воспоминания и заставили сражаться на своей стороне против скруллов. Волею случая Кэрол вновь попадает на Землю, знакомится с молодым Фьюри и встречает Марию Рамбо (Лашана Линч), свою лучшую подругу из прошлой жизни. Вместе с командиром скруллов Талосом (Бен Мендельсон) она отправляется к обманувшему ее Йон-Роггу (Джуд Лоу) и побеждает его, также остановив Ронана, который намеревался вторгнуться на Землю. В сцене после титров в 2018 году Дэнверс встречается с остатками Мстителей.

Танос уничтожил Камни Бесконечности, после чего его убил Тор. Человечество переживает траур, а выжившие Мстители находятся в депрессии. Из квантового мира возвращается Человек-муравей, который предлагает обратиться к путешествиям во времени. Железный человек нехотя соглашается, Черная Вдова возвращает в команду Соколиного Глаза, а Халк, который теперь способен сохранять разум человека и тело гиганта одновременно, уговаривает присоединиться Тора. С ними также Ракета и Капитан Америка. Мстители разделяются на группы и отправляются в прошлое, чтобы заполучить альтернативные версии Камней (попутно они дают жизнь одной из вариаций Локи, случайно освободив его из-под стражи в 2012 году).

Во время этих путешествий Черная Вдова жертвует собой, а Танос из прошлого узнает о планах Мстителей. Халк, собравший полный комплект Камней, возвращает всех убитых щелчком к жизни. А Танос из прошлого попадает в настоящее, чтобы снова заполучить Перчатку и осуществить свой план. Ему противостоят все супергерои КВМ, но злодей все равно почти побеждает и проигрывает лишь потому, что Железный человек первым добирается до Перчатки и уничтожает захватчиков, пожертвовав собственной жизнью.

На похоронах Старка собираются все его друзья и коллеги. После этого Капитан Америка отправляется в путешествие во времени, чтобы вернуть Камни на свои места, а заодно решает остаться в прошлом с Пегги. Он проживает несколько десятилетий с ней и доживает до настоящего времени пожилым человеком, передав свое имя и щит Соколу.

Питер Паркер, его новая возлюбленная Мишель Джонс-Уотсон (Зендея), она же ЭмДжей, и другие одноклассники отправляются в путешествие по Европе. Землю в это время атакуют загадочные существа Элементали, представители разных стихий. С ними успешно сражается супергерой Мистерио, он же Квентин Бек (Джейк Джилленхол). Он уверяет, что прибыл из параллельной вселенной, и втирается в доверие к Питеру. Тот даже решает передать ему специальные супергеройские очки покойного Старка, но оказывается, что Бек — мошенник и мастер по голографическим спецэффектам, который сам создавал Элементалей. С ресурсами Старка он может быть опасен, поэтому Питеру приходится сражаться с Беком. Мистерио погибает, а Питер перестает постоянно думать о смерти Железного человека и начинает встречаться с ЭмДжей. В сцене после титров оказывается, что перед смертью Мистерио записал видео, где раскрыл личность Человека-паука и выставил его злодеем. Во второй сцене после титров выясняется, что Фьюри, с которым общался Паркер в этом фильме, оказывается скруллом Талосом, а настоящий шпион находится в космосе.

Ванда и Вижн — молодожены с детьми в идеальном американском городке Вествью, который будто служит декорацией классических американских ситкомов. Постепенно становится понятно, что эту реальность создала сама Ванда, по сути, взяв в заложники целый город. А все потому, что она никак не может смириться со смертью убитого Таносом Вижна. Из внешнего мира к ней пытаются пробиться Дарси Льюис, агент ФБР Джимми Ву (Рэндалл Пак) и Моника Рамбо (Тейона Паррис), агент организации «М.Е.Ч.» и дочка Моники Рамбо, с которой дружила Кэрол Дэнверс. Одна из жительниц городка, Агата Харкнесс (Кэтрин Хан), оказывается древней ведьмой, которая хочет использовать Ванду в своих целях. В финале к созданному правительством Белому Вижну возвращаются воспоминания и он покидает Вествью, Агата оказывается слабее Алой Ведьмы, а Моника получает суперсилы из-за магической аномалии. В сцене после титров Ванда изучает запретный фолиант «Даркхолд» и слышит голоса своих вымышленных детей.

Сэм Уилсон отказывается от звания Капитана Америка и вместе с Баки преследует террористическую группу «Разрушители флагов». Тем временем правительство выбирает нового наследника Роджерса — эмоционально нестабильного ветерана Джона Уокера (Уайатт Рассел). Сокол и Зимний Солдат вызволяют из тюрьму своего старого врага Земо, чтобы он помог им победить террористов, вскоре к ним присоединяется опальная шпионка Шэрон Картер (Эмили ВанКэмп), племянница Пегги. Героям приходится отдать Земо в руки вакандцам, а Уокер компрометирует себя, жестоко убивая на камеру одного из террористов. Он теряет доверие правительства и отдает культовый щит, но с ним связывается загадочная графиня Валентина Аллегра де Фонтейн (Джулия Луи-Дрейфус), которая предлагает ему стать Агентом США — пародией на Роджерса. Уилсон в финале примиряется с тем, что ему придется нести на своих плечах тяжелое бремя, и принимает звание Капитана Америка.

Альтернативный Локи образца 2012 года, который появился из-за оплошности супергероев в «Мстители: Финал», сбегает на свободу и сразу же попадает в лапы таинственной организации — Управления временными изменениями (УВИ), которое уничтожает все ответвляющиеся таймлайны. Его приятелем становится агент Мобиус М. Мобиус (Оуэн Уилсон). Локи обещает ему поймать таинственного убийцу, путешествующего во времени. Им оказывается Сильвия (Софи Ди Мартино), одна из вариаций бога обмана. Вскоре оказывается, что УВИ управляет таинственный мужчина (Джонатан Мэйджерс) по прозвищу Тот, Кто Остается. Это одна из вариаций суперзлодея Канга Завоевателя, который изолировал эту временную линию, чтобы на свет не появились его альтернативные версии, которые обязательно развяжут Войну Мультивселенной. Сильвия убивает главу УВИ, а Локи оказывается в какой-то другой версии организации, где Мобиус его не узнает.

События фильма разворачиваются после того, что произошло в «Первый мститель: Противостояние». Наташа скрывается от американского правительства, но за ней (а точнее за «противоядием» от зомбирования) охотится злодей Таскмастер (Ольга Куриленко). Черная Вдова воссоединяется со своей сестрой Еленой Беловой (Флоренс Пью). На самом деле они не родственницы, а вместе были солдатками советского генерала Дрейкова (Рэй Уинстон) и выпускницами его изуверской воспитательной программы «Красная комната». Наташа и Елена решают покончить с прошлым, на помощь им приходят Мелина Востокофф (Рэйчел Вайс) и Алексей Шостаков, он же Красный Страж (Дэвид Харбор). Им удается расправиться с Дрейковым, а еще Наташа оставляет в живых Таскмастера, оказавшуюся травмированной дочерью генерала. В сцене после титров, где действие происходит уже после гибели Романофф в «Мстители: Финал», графиня де Фонтейн дает задание своей наемнице Беловой избавиться от Соколиного Глаза, который якобы виновен в смерти Наташи.

Череда на первый взгляд разрозненных историй из альтернативных вселенной, где все было немного иначе — например, Звездным Лордом становился не Питер Квилл, а Т’Чалла. Ближе к финалу сезона оказывается, что истории связаны. Представитель расы Наблюдателей собирает команду Стражей Мультивселенной, которая побеждает Альтрона, овладевшего Перчаткой Бесконечности. В ее состав входят Капитан Картер (Пегги Картер в качестве первого суперсолдата), Т’Чалла как Звездный Лорд, Тор-тусовщик, Киллмонгер как Черная Пантера, Верховный Стрэндж (он разрушил свой мир, пытаясь вернуть Кристину Палмер) и Гамора, победившая Таноса.

Шан-Чи (Симу Лю) — сын бессмертного тирана Сюй Венву (Тони Люн Чу Вай), который обладает мистическим оружием десяти колец (в честь них названа его организация). Шан-Чи сбегает от авторитарного отца и становится рядовым американцем, работает парковщиком и дружит с Кэти (Аквафина). Спустя много лет Венву зовет сына и дочь Сюй Сялинь (Чжан Мэнъэр) домой. Он хочет спасти свою жену и их мать Инь Ли (Чэнь Фала) из плена в мистической деревне Та Ло. Шан-Чи, Сялинь, Кэти и внезапно появившийся актер Тревор Слэттери (см. «Железный человек 3») встают на защиту деревни вместе с драконихой Великой Защитницей, выступая против Венву, на разум которого влияет Обитатель Тьмы. Главный герой побеждает отца, а тот спасает сына от древнего демона и отдает ему свои кольца. Обитатель Тьмы оказывается повержен. В сцене после титров Вонг знакомит Шан-Чи и Кэти с Бэннером и Дэнверс, которые заинтересовались кольцами, подающими сигнал в космос.

Много тысяч лет назад целестиал Аришем отправил на Землю десятку всемогущих героев — Вечных, чтобы защищать людей от расы девиантов. Злодеи повержены в 1521 году, а Вечные без руководства Аришема разбредаются по своим делам, притворяясь обычными смертными. Но девианты вновь пробуждаются (после Щелчка), а герои собираются вместе и узнают, что их настоящей целью была подготовка планеты для рождения нового целестиала (это, разумеется, разрушит Землю). Икарис (Ричард Мэдден) и Спрайт (Лия МакХью) решают придерживаться плана Аришема, а Серси (Джемма Чан) и другие члены команды защищают человечество. Хорошие Вечные одерживают победу. В первой сцене после титров появляется Эрос (Гарри Стайлс), брат Таноса, и предлагает помощь другим Вечным — Фине (Анджелина Джоли), Маккари (Лорен Ридлофф) и Друигу (Барри Кеоган). В другой сцене Дэйн Уитмен (Кит Харингтон), возлюбленный в Серси, открывает древний сундук, в котором лежит фамильная реликвия — Эбеновый меч.

Накануне Рождества Клинт Бартон отправляется в Нью-Йорк, где встречается со своей фанаткой-лучницей Кейт Бишоп (Хейли Стайнфелд), которая была свидетельницей его подвигов много лет назад (битва с читаури в финале первых «Мстителей»). Они сражаются с русской мафией и разбираются с прошлым Соколиного Глаза. Он несколько лет был антигероем Ронином (в промежутке между «Войной бесконечности» и «Финалом»), поэтому его преследует глухонемая Майя Лопес по прозвищу Эхо (Алаква Кокс), чьего отца-бандита убил Бартон; ее действиями управляет криминальный босс Уилсон Фиск (Винсент Д’Онофрио). Также Соколиного Глаза преследует Елена Белова, но она понимает, что он не был причастен к смерти Наташи. Эхо также отказывается от мести. Кейт понимает, что злодеем, который стоял за последними таинственными убийствами, является ее мать Элеонора (Вера Фармига). В финале Бартон отмечает Рождество с семьей и Кейт, сжигая костюм Ронина.

Паркер пытается понять, как жить после того, как его личность раскрыта. Общественность уверена, что он убил Мистерио, но адвокату Мэтту Мердоку (Чарли Кокс) удается очистить его репутацию. Однако Питер все равно мучается от пристального внимания общества и обращается за помощью к Стрэнджу, заставляя того произнести заклинание, которое заставит всех забыть о том, что он Человек-паук. Из-за нескольких правок магия дает сбой, и в этом мире появляются злодеи из других реальностей. А именно Отто Октавиус, он же Доктор Осьминог (Альфред Молина), Норман Озборн, он же Зеленый Гоблин (Уиллем Дефо), Флинт Марко, он же Песочный человек (Томас Хейден Чёрч), Курт Коннорс, он же Ящер (Рис Иванс), и Макс Диллон, он же Электро (Джейми Фокс).

Паркер пытается их перевоспитать, но ничего не получается: злодеи атакуют его, а тетя Мэй погибает. Однако Нед и ЭмДжей случайно вызывают из других реальностей подмогу — двух других Человеков-пауков (Тоби Магуайр и Эндрю Гарфилд). Они помогают Паркеру победить, но ему придется принять последствия своих поступков — заклинание Стрэнджа наконец-то работает без всяких оговорок. Все на свете, включая его друзей, забывают о его существовании. Питер пытается начать новую жизнь. В сцене после титров оказывается, что Эдди Брок, он же Веном (Том Харди), тоже ненадолго заглянул в эту реальность, но быстро вернулся обратно, оставив кусочек симбиота.

Работник Британского музея Стивен Грант (Оскар Айзек) с удивлением узнает, что у него есть вторая личность — суровый наемник Марк Спектор. Это объясняет его постоянные провалы в памяти. Оказывается, что когда-то давно он погиб и был спасен богом Хонсу, который даровал ему сверхъестественные силы, поэтому Спектор способен превращаться в могучего Лунного рыцаря. К несчастью, это событие также усугубило раскол его сознания на несколько частей, начавшееся еще в детстве. На сторону героя выступает археологиня Лейла Эль-Фаули (Мэй Каламави), а противостоит ему фанатик Артур Хэрроу (Итан Хоук), бывший предыдущим аватаром Хонсу, а теперь являющийся фаворитом богини Амат. Грант/Спектор переживает духовное перерождение (он вернулся из египетского загробного мира) и побеждает злодея, а также договаривается с Хонсу, что тот освободит его от божественных сил. Но в сцене после титров оказывается, что у героя есть еще одна субличность — Джейк Локли, который похищает Хэрроу из психбольницы и убивает его.

Америка Чавес (Сочил Гомес) умеет открывать портал между разными реальностями и попадает в мир, где происходят основные события КВМ. За ней следует демон, которого убивают Вонг и Стрэндж. Вскоре оказывается, что за преследованием Чавес стоит Ванда, которая мечтает получить ее силы, чтобы воссоединиться со своими сыновьями из придуманного ею Вествью (см. «Ванда/Вижн»). Чародеи защищают девушку, поэтому Алая Ведьма штурмует Камар-Тадж. Стрэндж и Чавес оказываются на Земле-838, где маг погиб, якобы спасая мир, а на самом деле его убила тайная группа «Иллюминаты», посчитавшая его опасным из-за изучения «Даркхолда». В команду входят Верховный чародей Карл Мордо, Мария Рамбо, Пегги Картер, Черный Гром (Энсон Маунт), Рид Ричардс (Джон Красински) и профессор Чарльз Ксавье (Патрик Стюарт). Но всех их без труда убивает Ванда, проникнувшая в этот мир вслед за Чавес. В финале Алая Ведьма понимает, что оступилась, заметив страх в глазах детей Ванды из другой реальности, поэтому уничтожает все копии «Даркхолда» и остается под обломками скалы. Чавес решается начать обучение в Камар-Тадже, а у Стрэнджа после всех злоключений появляется третий глаз. В сцене после титров чародей знакомится с колдуньей Клеей (Шарлиз Терон), которая говорит, что Стрэндж должен помочь предотвратить некое сопряжение миров.

Американка пакистанского происхождения Камала Хан (Иман Веллани) воспитывается в строгой семьей, ходит в обычную школу, фанатеет от супергероев (особенно от Капитана Марвел) и однажды сама получает суперсилы, надев старинный браслет. Он принадлежал ее прабабушке, которая пришла в этот мир из измерения Нур, где обитают кландестины, они же джинны. Браслет хочет заполучить Наджма (Нимра Буча), убийца прабабушки Камалы и лидер группа кландестинов, пытающихся вернуться домой. Правда, это действие принесет чудовищный урон этой реальности. Но в итоге Мисс Марвел удается уговорить Наджму не делать этого, и та жертвует собой, передав свои силы своему сыну Камрану (Риш Шах). В сцене после титров браслет светится, и Камала неожиданно меняется местами (а может, и телами) со своим кумиром Кэрол Дэнверс.

Ничем не примечательный Горр (Кристиан Бэйл) разочарован в богах и мечтает уничтожить их всех, после того как они не спасли его дочь. Тем временем Тор путешествует со Стражами Галактики, пока не узнает о том, что Новому Асгарду, который расположен на Земле, грозит опасность. Ему удается отбить атаку Горра совместно с Коргом (Тайка Вайтити), Валькирией и своей бывшей девушкой Джейн Фостер, которая в процессе борьбы с раком призвала Мьёльнир и получила силы бога грома. Злодей похищает асгардских детей, герои бросаются на их помощь и попутно вступают в конфликт с Зевсом (Рассел Кроу). Джейн и Тор побеждают Гора во Вратах Вечности (там исполняются мечты), но в процессе девушка гибнет, истощенная использованием Мьёльнира. Тор уговаривает Горра не загадывать желание про убийство всех богов, а вернуть к жизни погибшую дочь. Горр погибает, а Тор воспитывает девочку как собственного ребенка. В сцене после титров раненый Зевс заказывает Гераклу (Бретт Голдстин) убийство асгардца.

Короткое анимационное шоу про забавные случаи, приключившиеся с древесным героем, когда он снова стал маленьким после финала первых «Стражей Галактики». Мультик-виньетка ничего не добавляет к основному сюжету КВМ.

Адвокатесса Дженнифер Уолтерс (Татьяна Маслани) случайно получает способности своего кузена Брюса Бэннера/Халка. Вскоре тайна ее новой личности становится известна всем, а Дженнифер начинает специализироваться на супергеройских юридических делах. Она помогает Эмилю Блонски (см. «Невероятный Халк»), больше не занимающимся злодействами, сотрудничает с Верховным чародеем Вонгом и заводит интрижку со слабовидящим адвокатом Мэттом Мердоком, который оказывается супергероем Сорвиголовой. А еще побеждает анонимных троллей-мизогинов, которые портили ее репутацию, и умудряется изменить слишком клишированную концовку собственного шоу, сломав четвертую стену. В финале сериала из космоса прилетает ее кузен в компании своего сына Скаара (Уил Деснер).

Оборотень Джек Расселл (Гаэль Гарсиа Берналь) проникает на собрание охотников на нечисть, чтобы спасти своего старого товарища Теда (Кэри Джонс) по прозвищу Леший. Попутно он становится другом Эльзы Бладстоун (Лаура Доннелли), которая не в восторге от своих родственников, убивающих монстров. Действие этого спешела как будто стоит в стороне от КВМ (хотя бы стилистически — он черно-белый и выглядит как ретрохорроры), но точно является его частью: оборотень Расселл наверняка появится в каких-нибудь грядущих кроссоверах.

Т’Чалла погибает от неизвестной болезни, которую не удается вылечить Шури. Ваканда погружается в траур, страной временно правит Рамона (Анджела Бассетт), мать погибшего Черной Пантеры. Вскоре под водой обнаруживается новая цивилизация, обладающая ценным вибраниумом. Их король Нэмор (Теноч Уэрта) хочет объявить войну другим людям и заручиться поддержкой Ваканды. Для этого Шури надо выдать ему изобретательницу Рири Уильямс (Доминик Торн), но она отказывается это делать. Тогда Нэмор объявляет войну Ваканде, Рамона погибает, а Шури приходится отбросить траур и стать новой Черной Пантерой. Она не убивает Нэмора и предлагает ему хрупкий мир. Рири возвращается в США. В сцене после титров Шури узнает, что у ее погибшего брата Т’Чаллы и его возлюбленной Накии (Лупита Нионго) есть зачатый втайне сын, который однажды станет наследником Ваканды.

Мантис и Дракс решают устроить сюрприз для Питера Квилла и для этого похищают земного актера Кевина Бейкона против его воли. Заканчивается все душевными песнями и теплыми объятиями. А Мантис признается Квиллу, что она его сестра.

Скотт Лэнг успешно капитализировал собственные приключения, выпустив автобиографию. Он живет относительно спокойно, но однажды его дочь Кэсси рассказывает, что работает над устройством, которое может устанавливать связь с Квантовым миром. Однако при попытке отключить его Скотта, Кэсси, Джанет и Хэнк туда затягивает. Там они сталкиваются с правителем Квантового мира Кангом Завоевателем, а прислуживает ему М.О.Д.О.К. — бывший когда-то человеком по имени Даррен Кросс (см. первую часть «Человека-муравья»). Вместе с местными повстанцами герои устраивают революцию, разрушают портал, а Скотт убивает Канга, который перед смертью предупреждает о чем-то ужасном. В сцене после титров мы видим Совет Кангов — собрание разных альтернативных версий злодея, а в другом эпизоде Локи и агент Мобиус встречают в XIX веке Виктора Таймли (Джонатан Мэйджерс), еще один вариант Канга (см. второй сезон «Локи»).

Команда супергероев сталкивается с Адамом Уорлоком (Уилл Поултер), сверхсильным существом, созданным суверенами (см. финал вторых «Стражей»). Им удается отбиться от нападения, но Ракета оказывается серьезно ранен и впадает в кому. Он вспоминает свое детство: зверь провел его в плену у Высшего Эволюционера (Чукуди Ивуджи). В это время его друзья пытаются понять, как вылечить Ракету; им помогает команда Опустошителей и Гамора из прошлого, которая не помнит ничего о своем романе с Питером Квиллом. В итоге Стражи оказываются на контр-Земле (планета, заселенная подопытными Высшего Эволюционера), а затем сражаются со злодеем на космическом корабле. Герои спасают пленных детей, вылечивают Ракету и побеждают Высшего Эволюционера. В финале команда расходится по своим делам: Мантис хочет заняться самопознанием, Гамора остается с Опустошителями, Небула и Дракс — с детьми на Забвении, Питер отправляется на Землю. А обновленным составом Стражей остается руководить Ракета. В нее входят Грут, Краглин, Адам Уорлок, одна из спасенных — девочка Файла (Кай Зен) — и разумная собака Космо (Мария Бакалова). В сцене после титров Квилл завтракает со своим дедом на Земле.

Группа мятежных скруллов под руководством Гравика (Кингсли Бен-Адир) пытается развязать войну между Россией и США. Ник Фьюри, который работал в космосе над проектами С. А.Б.Л.Я., возвращается на Землю и пытается остановить конфликт вместе со своим старым приятелем Талосом. Талос и Мария Хилл погибают, Роуди и Эверетт Росс оказываются скруллами (настоящих героев находят в финале), а остановить Гравика помогает Г’айя (Эмилия Кларк), дочь Талоса, получившая суперсилу. Президент США Ритсон (Дермот Малруни), на которого Гравик попытался совершить покушение, объявляет всех инопланетян вне закона, что приводит к массовым беспорядкам. Фьюри и его жена-скрулл Варра, она же Присцилла (Чарлэйн Вудард), покидают Землю.

После финала первого сезона в УВИ сломался Темпоральный Ткач — устройство, через которое проходят все временные потоки. Локи, Сильви, Мобиус и их новые знакомые — ученый Уроборос (Ке Хюи Куан) и визионер из XIX века Виктор Таймли aka еще одна вариация Канга — пытаются помешать уничтожению альтернативных таймлайнов. В финале Локи понимает, что у него есть только один выход — уничтожить Ткач и занять его место вне пространства и времени, навечно сжимая все временные потоки в своих руках.

Новый лидер кри Дар-Бенн (Зави Эштон) ищет второй квантовый браслет, который принадлежит Камале Хан. Из-за космической аномалии способности Камалы, Кэрол Дэнверс и Моники Рамбо (см. «Ванда/Вижн») оказываются связаны, и при попытке их использовать супергероини меняются местами в пространстве. Поэтому они решают действовать сообща и при поддержке Фьюри находят и побеждают Дар-Бенн. Однако открытую дыру в ткани космоса нужно закрыть. Спасая вселенную, Моника оказывается в другой вселенной. Там она встречает альтернативную версию своей матери и Зверя, члена команды Людей Икс. В другой сцене после титров Камала приходит к Кейт Бишоп, предлагая собрать команду молодых супергероев.