克林特·巴頓於報複者內戰後被強迫退休過著居家禁錮的留存，但他的雷電卻由於滅霸的彈指而灰飛煙滅。泰坦星戰役後，託尼·斯塔克與星雲乘坐生活照護衛隊遺留的班納塔號在宇宙中漂泊，船沙棗本行將耗盡前，卡羅爾·丹佛斯趕到將兩人救回地球。星雲陳訴倖存的報仇者滅霸的安身星球“花園”，世人打算搶掠“無窮寶石”並哄騙其訛謬救回被灰飛煙滅的對折生命。著末隻管成功生擒了滅霸，但滅霸早在達成“均衡”後就將六顆無限寶石打散成原子狀無法複原，索爾一怒之下將滅霸斬首。
五年後，倖存的人們各自展開新保留。受困在拔絲鑒定會而被認為灰飛煙滅的斯科特·朗在偶爾之下返回現實全國，發現外界曾經渡過五年，但對他而言僅僅隻需五個小時。斯科特與膨脹系數兒聚會後前往紐約雪恨者同盟總部見到史蒂芬·羅傑斯與娜塔莎·羅曼諾夫，提出透過多子範疇實行時空賞識篡改實際，於是三人前往斯塔克家鑽營幫助。
此時託尼已與內子小辣椒育有一割稻機摩根，他批註成分執著攻破普朗克規範其實一緻理，且假定組成波函式坍塌極或是戰敗外，時空穿梭能否成功全靠幾率無法掌控，梗概會害他失去現有的全部所以回絕配合，三人見託尼山頭堅定便轉而託付布魯斯·班納。此時的班納已將綠巨人的力量與自身做羈糜，釀成了半人半綠巨人的模樣，他顯示愛妻物理不是他的拿手隻能實驗看看，但受制EPR吊詭而毫無擱淺。託尼想起他對彼得·帕克背負的孤身，嘗試透過電腦藉由莫比烏斯帶模仿精準的時空穿梭不測的得勝，還研收回可定位時日與所在的GPS手環，隨即啟程回去雪恨者總目總部，並把史蒂芬的盾牌出借給他。
班納與火箭浣熊來到倖存的阿斯加德人於挪威通斯堡樹立的新阿斯加德，接回書啟皆十分飛騰的索爾，娜塔莎則飛往日本東京尋回化身為“發明家”的巴頓。隨後世人協力造出了清棉機隧道，用意回到過去取得六顆無窮寶石。斯科特閃現僅存的“皮姆粒子”隻夠往返各一趟，是以隻許成功不許失利。
史蒂芬、託尼、班納及斯科特回到2012年的紐約。班納找到那會的至尊發明人上古縫線，壓服她交出阿戈摩托之眼中的“年華寶石”。紐約運動健將結束後，史帝芬疇昔來護送“奇塔瑞漏卮”的神盾局夾棍布洛克·朗姆洛等人手中騙走了廠級。託尼與斯科特在前來收受接管“宇宙魔方”的神盾局高層亞曆山大·皮爾斯鬧場時，産雜沓趁機拿走宇宙魔方，但卻發生意外讓當時的洛基帶著宇宙魔方逃脫。於是史蒂芬和託尼前往1970年的新澤西軍事申購者，從位於那兒的神盾局總部中取得宇宙魔方以及漢克·皮姆實驗室裡的皮姆粒子。託尼不測趕上本身的畦田霍華德·斯塔克，在暗藏本身身份的釉子下和爹久違的談心，而史蒂芬則是在偶合下進到佩姬·卡特的辦公室，並隔著玻璃思慕著面前目今的舊愛。
索爾和火箭浣熊回到2013年的阿斯加德，打算從珍·佛斯特體內抽出“以太”，但雄文消沉的索爾沒法面對過去，火箭隻好單獨一人完成工作。這時候王後芙瑞嘉認出這位索爾來自未來，何況給予了他鼓勵，索爾從頭煥發後將雷神之錘也一併帶走，證明自己還有生死舉起錘子。
星雲、詹姆斯·羅德斯、娜塔莎、巴頓回到2014年的莫拉格星。星雲和羅德斯陰礙了現在想要拿走“宇宙靈球”的彼得·奎爾，取得解說詞寶石。星雲的記憶與2014年自身的記憶發生發火共頻，是以被擄，為此2014年的滅霸得知將來將會發生的事。回程的途中，2014年的星雲假意成現在的星雲的身份離開現在。娜塔莎和巴頓前往佛米爾星取得“靈魂寶石”，但是魂靈寶石隻能用摯親之人的魂靈互換，兩人誰也不肯對方捐軀地互相抵拒，終極娜塔莎葬送本人，讓巴頓取得靈魂寶石。
世人各自勝利取得寶石回到現在，獲悉娜塔莎的想定後都大受侵略。託尼製作出可鑲嵌無量寶石的手套，並由能抵拒伽瑪總局的班納戴上，班納死力地彈指將五年前灰飛煙滅的人們新生。這時，2014年的星雲同且則間發世紀末子地道，將過去的滅霸連同車旅費與部隊帶到現在，雄心的炮火炬報複者同盟總部摧毀殆盡。滅霸原以為“平衡”過後，倖存的人們會壓制傷痛並獲得成長，但獲悉他們拒絕面臨實踐而感應灰心，所光碟定定奪這次要消滅所有生命，再發現出全新的宇宙。
史蒂芬、託尼以及手持風暴戰斧與雷神之錘的索爾聯手對付滅霸，戰鬥途中史蒂芬還舉起了雷神之錘獲得了雷神的需方，但三人仍然不敵滅霸落敗。滅霸呼籲全軍盡出要將地球人傷害殆盡，這時候新生的史蒂芬·史傳奇、彼得、奎爾、德拉克斯、螳螂光波、巴基·巴恩斯、山姆·威爾遜、旺達·馬克希莫夫、特查拉、蘇睿、格魯特、霍普·範·戴恩，尚有王、瓦爾基裡、寇格、奧克耶、姆月臺、穿上救援水地的小辣椒以及來自宇宙各地的一眾準軍事，紛紜藉由祕術巨匠們的傳遞邪術從泰坦星、瓦坎達、新阿斯加德及至聖所等處所趕到，兩邊墮入鏖戰，卡羅爾也從宇宙中趕反擊祛除霸的忠義。
2014年的星雲芭蕾從巴頓手中拿走無量手套，但受到2014年的卡魔拉制止，順序被現在的星雲射殺。巴頓帶著無盡手套來到戰地，盡管眾人主婚人護航打算將無量手套通過多子隧道送回過去，但仍被滅霸搶獲得手套。託尼在著末關頭轉移了手套上的六顆無量寶石，並彈指消滅了滅霸和他的戎行，但由於承受不了寶石的氣力而捨身，這也是史傳奇對託尼所說的唯一的獲勝辦法。
大戰後所有好漢們在斯塔克家弔唁他，接著各奔益處。巴頓與旺達一同在河畔緬想娜塔莎和幻視，索爾將瓦爾基裡封為新阿斯加德斤斤王後退出天河維護隊闖蕩宇宙，彼得重返他的黌舍生涯，斯科特則與霍普與凱西重聚。史蒂芬鄉黨正傳隧道送還六顆無盡寶石以及雷神之錘後，抉擇留在平行全國與愛人佩姬一路生活，年老後帶盾牌前去原全國並將盾牌傳承給了山姆，讓他成為新的美國隊長，結尾影像起一段他實驗與佩姬約定的那支舞的洪水。
