Ruská média informují o odhalení Tonyho Starka, že on sám je Iron Manem. Anton Vanko zrovna umírá a jeho syn Ivan, který zprávy sleduje, začne stavět miniaturní obloukový reaktor podobným tomu Starkovu. O šest měsíců později je Stark obletovanou celebritou, využívá svůj oblek Iron Mana k mírumilovným účelům a odolává tlaku americké vlády, aby prodal jeho konstrukční schémata. Obnoví veletrh Stark Expo ve Flushing Meadows a chce pokračovat v odkazu svého otce Howarda.

Palladiové jádro obloukového reaktoru, které udržuje Starka naživu a také pohání jeho oblek, ho však také tráví a Tony nedokáže za něj nalézt náhradu. Kvůli své očekávané smrti je deprimovaný a zároveň lehkomyslný, nicméně rozhodne se neříct o svém zdravotním stavu nikomu. Svoji stávající osobní asistentku Pepper Pottsovou jmenuje ředitelkou Stark Industries a najme zaměstnankyni Natalii Rushmanovou jako svoji novou asistentku. Společně odletí do Monaka, kde se Stark zúčastní historické Grand Prix, při jejímž závodu je ale napaden Ivanem Vankem, který drží v rukou elektrické biče. Tony si nasadí oblek Iron Mana a ruského vědce porazí, nicméně jeho výstroj utrpí vážné škody. Vanko prozradí, že jeho záměrem bylo dokázat světu, že ani Iron Man není neporazitelný. Tento útok udělá dojem na Justina Hammera, Starkova rivala v podnikání, jenž nafinguje Vankovu smrt, zatímco ho ve skutečnosti dostane z vězení. Poté ho požádá o pomoc při výrobě mnoha obrněných obleků, kterými chce zastínit Tonyho. Ten se mezitím během svého narozeninového večírku doma v Kalifornii (o kterém si myslí, že je jeho poslední) v Iron Manově obleku opije. Znechucený Starkův kamarád, podplukovník Rhodes, si proto oblékne jednu z předchozích verzí a pokusí se svého přítele zkrotit. Jejich boj se ale dostane do mrtvého bodu, proto Rhodes svůj oblek zabaví, odletí s ním a přenechá ho americkému letectvu.

Nick Fury, ředitel agentury S.H.I.E.L.D., osloví Starka, odhalí mu, že Rushmanová je ve skutečnosti agentka Nataša Romanovová a že Howard Stark, kterého znal osobně, byl zakladatelem S.H.I.E.L.D.u. Také vysvětlí, že Vankův otec pracoval s Howardem na vynálezu obloukového reaktoru, ale poté, co ho Anton zkusil prodat, nechal jej Stark deportovat a Sověti ho uvěznili v gulagu. Fury rovněž předá Tonymu některé staré věci, které po sobě jeho otec zanechal. Ten při jejich zkoumání zjistí, že diorama výstavy Stark Expo z roku 1974 skrývá v sobě strukturu nového chemického prvku, jenž s pomocí svého počítače J.A.R.V.I.S.e ho dokáže vyrobit. Když se dozví, že Vanko je stále živý, vloží nový prvek do svého obloukového reaktoru v hrudníku a tím ukončí svoji závislost na palladiu.

Na Expu mezitím Hammer představí Vankovy ozbrojené drony, které vede Rhodes ve Starkově obleku, jejž těžce vyzbrojil právě Hammer. Tony dorazí ve své vylepšené výstroji a varuje Rhodese, nicméně Vanko dálkově převezme ovládání nad drony i Rhodesovým oblekem a na Iron Mana zaútočí. Hammer je zatčen a Romanovová společně se Starkovým bodyguardem Happy Hoganem zamíří pro ruského vědce do Hammerovy továrny. Vanko uteče, ale agentka dokáže vrátit ovládání Rhodesova obleku jeho uživateli. V následném boji Stark se svým kamarádem Vanka i jeho drony porazí a Rus spáchá sebevraždu odpálením své výstroje.

Zatímco v televizi běží zprávy o řádění Hulka, ředitel Fury informuje Tonyho, že kvůli jeho složité osobnosti se S.H.I.E.L.D. rozhodl využít jej pouze jako konzultanta. Stark a Rhodes poté dostanou za své hrdinství od senátora medaili.

Agent Phil Coulson, jenž Starkovi také pomáhal, dorazí do Nového Mexika, odkud ohlásí nalezení velkého kladiva na dně kráteru.
================================================================

== osoby ==	== postava ==
Robert Downey Jr.	Iron Man

== osoby ==	== postava ==
Radovan Vaculík	Iron Man