Basada en el comic de MARVEL, narra la historia del industrial multimillonario y genio inventor Tony Stark (Robert Downey Jr.). Como consejero delegado de Industrias Stark, el mayor contratista de armamento del Gobierno norteamericano, Tony se ha hecho célebre por proteger durante décadas los intereses norteamericanos en todo el mundo. El estilo de vida despreocupado de Tony cambia de manera radical cuando su convoy sufre un ataque, tras una prueba de armamento que supervisa personalmente, y se ve convertido en prisionero de un grupo de insurgentes.

Herido por un fragmento de metralla, que se aloja cerca de su corazón ya debilitado y pone en peligro su vida, Tony se ve forzado a crear un arma devastadora para Raza (Faran Tahir), el misterioso cabecilla de los insurgentes. Tony ignora las exigencias de sus captores y utiliza su intelecto y su ingenio para crear una armadura que lo mantenga con vida y le permita escapar de su cautiverio. A su regreso a América, Tony debe afrontar la realidad de su pasado y decide emprender un nuevo rumbo con Industrias Stark.

A pesar de la resistencia de Obadiah Stane ( Jeff Bridges ), su mano derecha y ejecutivo principal de la compañía, que ha tomado las riendas del negocio en su ausencia, Tony se pasa día y noche en su taller, perfeccionando y puliendo una armadura que le otorgue fuerza sobrehumana y protección física. Con la ayuda de su asistente de toda la vida, Pepper Potts ( Gwyneth Paltrow ), y su enlace militar de confianza, James Rhodes, o “Rhodey” (Terrence Howard), Tony descubre un siniestro complot con ramificaciones globales.

Enfundándose su imponente armadura roja y dorada, Tony se compromete a proteger el mundo y corregir sus injusticias como su nuevo alter ego, Iron Man.