Тоні Старк (Роберт Дауні-мол.) - талановитий винахідник і мільярдер, відомий світові також як Залізна людина, яка володіє суперздібностями. Через півроку після подій першої серії уряд, преса і суспільство організовують кампанію проти Старка, змушуючи його поділитися технологіями створення костюма Залізної людини з військовими. Старк відмовляється це зробити з побоювання, що секретна інформація потрапить до сумнівних особистостей. Не отримавши інформацію, військові дають завдання давньому ворогу Старка - Джастіну Гаммеру (Сем Роквелл) - скопіювати костюм Залізної людини.
Однак Старку доведеться зіткнутися з силою, порівняно з якою суд США здасться дитячою забавою. Зловісний російський бандит Іван Ванко (Міккі Рурк), що перевтілюється у вкрай небезпечного Хлиста, прагне помститися Старку і всій його родині. За підтримки військових і Хаммера його план зі знищення Залізної людини може спрацювати... На допомогу Старку приходять його вірна помічниця Вірджинія (Пеппер) Поттс (Гвінет Пелтроу), найкращий друг Джеймс (Роді) Роудс (Дон Чідл / Don Cheadle) і несподівана прихильниця - загадкова російська Чорна вдова Наташа Романофф (Скарлетт Йоганссон).