Тони Старк, раскрыв миру, что он Железный человек, сталкивается с давлением правительства, требующего технологию. Параллельно его дуга арки убивает его. Он встречает Ивана Ванко — сына обиженного партнёра отца Тони, создавшего свою опасную версию реактора. Пока соперник строит козни со стороны конкурирующего корпорации «Хаммер», Тони должен найти замену палладию в своём теле и разобраться с наследием своего отца Говарда. Фильм — это яркое шоу технологий и экшен-сцен на фоне личного кризиса героя