Lorsque Tony Stark (Robert Downey Jr.) lance un programme de maintien de la paix en sommeil, les choses tournent terriblement mal, le forçant, Thor (Chris Hemsworth), l'incroyable Hulk (Mark Ruffalo) et le reste des Avengers à se rassembler. Alors que le destin de la Terre est en jeu, l'équipe est mise à l'épreuve ultime alors qu'elle combat Ultron, une terreur technologique déterminée à l'extinction humaine. En chemin, ils rencontrent deux nouveaux venus mystérieux et puissants, Pietro et Wanda Maximoff.
Ultron était une intelligence artificielle qui a été conçue à l'origine pour faire partie d'un programme de maintien de la paix créé à la fois par Tony Stark et Bruce Banner, en utilisant le code décrypté dérivé de la pierre mentale enfermée dans le sceptre de Loki. Cependant, lorsque la pierre mentale l'a activé, la directive de programmation originale d'Ultron, qui était de protéger la Terre de toutes les menaces domestiques et extraterrestres, avait rapidement été corrompue par la pierre. En accédant à Internet et en regardant l'histoire de la race humaine, Ultron a considéré l'humanité elle-même comme la plus grande menace pour la paix sur Terre et a tenté de commettre un génocide au niveau de l'extinction contre eux, de sorte que lui et ses Ultron Sentries seraient les seuls restants. actif sur la Terre, considérant également les Avengers comme la plus grande menace de tous et se donnant pour mission d'y mettre fin.
Avec l'aide de Pietro et Wanda Maximoff, Ultron entreprit sa mission de créer une arme capable d'éliminer toute vie organique sur Terre, en utilisant les ressources volées au Baron Strucker et Ulysses Klaue pour ce faire. Bien qu'il ait été défié par les Avengers, Ultron s'est avéré être brièvement victorieux, tout en perdant le soutien des Maximoff. Ultron avait alors créé Doomsday Trigger qui était composé à la fois de la technologie Vibranium et Chitauri, conçu pour soulever Novi Grad de la Terre, dans l'intention de l'utiliser comme météore pour anéantir toute l'humanité. Bien qu'il ait presque réussi, Ultron et ses plans ont finalement été déjoués par les Avengers, qui ont maîtrisé ses armées et détruit son Doomsday Trigger, tandis que son dernier corps a été détruit par Vision, mettant finalement fin à sa tentative de génocide.