Iron Man 2 โทนี่ สตาร์คเปิดเผยตัวตนว่าเขาคือไอรอนแมนต่อสาธารณชนและได้รับความชื่นชมและความโด่งดังในทันที อย่างไรก็ตาม ขณะที่เขาเข้าร่วมการแข่งขันรถที่มอนติคาร์โล เขาก็ถูกโจมตีโดยบุคคลลึกลับที่มีพลังทำลายล้างสูง โทนี่ต้องเผชิญกับภัยคุกคามจากการติดเชื้อในเลือดที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิต ในขณะเดียวกัน นักฆ่าคนนั้นได้ร่วมมือกับคู่แข่งทางธุรกิจของบริษัทสตาร์คอินดัสตรี้เพื่อวางแผนโค่นล้มโทนี่ ภาคที่สองของไอรอนแมนเป็นครั้งแรกที่มีการปรากฏตัวของวอร์แมชชีน ผู้ช่วยที่ทรงพลังของไอรอนแมน นอกจากนี้ภาพยนตร์ยังเปิดเผยความลับเกี่ยวกับโฮเวิร์ด สตาร์ค พ่อของโทนี่ และเป็นการปูทางไปสู่เรื่องราวของกัปตันอเมริกา ผู้ที่จะเป็นพันธมิตรคนสำคัญของไอรอนแมนในองค์กรชิลด์