一聲響指，宇宙間半數生命灰飛煙滅。幾近絕望的復仇者們在驚奇隊長（布麗·拉爾森 Brie Larson 飾）的幫助下找到滅霸（喬什·布洛林 Josh Brolin 飾）歸隱之處，卻得知六顆無限寶石均被銷毀，希望徹底破滅。如是過了五年，迷失在量子領域的蟻人（保羅·路德 Paul Rudd 飾）意外回到現實世界，他的出現爲倖存的復仇者們點燃了希望。與美國隊長（克里斯·埃文斯 Chris Evans 飾）冰釋前嫌的托尼（小羅伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 飾）找到了穿越時空的方法，星散各地的超級英雄再度集結，他們分別穿越不同的時代去搜集無限寶石。而在這一過程中，平行宇宙的滅霸察覺了他們的計劃。
註定要載入史冊的最終決戰，超級英雄們爲了心中恪守的信念前仆後繼……