De legendariske og ikoniske Marvel superhelte Iron Man (Robert Downey Jr.), Hulken (Mark Ruffalo), Thor (Chris Hemsworth), Captain America (Chris Evans), Hawkeye (Jeremy Renner) og Black Widow (Scarlett Johansson) melder sig - mere eller mindre godvilligt - til fælles tjeneste, da Nick Fury (Samuel L. Jackson), chefen for den internationale fredsbevarende organisation, S.H.I.E.L.D., kaster sig ud i en hidtil uset rekrutteringsindsats for at samle The Avengers, der skal forsøge at besejre en uventet fjende, der kompromisløst truer den globale fred og sikkerhed.
Men at finde og samle det ultimative drømmehelte hold er kun begyndelsen, og det går hurtigt op for Nick Fury og hans mangeårige fortrolige agenter Coulson (Clark Gregg) og Hill (Cobie Smulders), at de allerførst må finde en måde at overbevise superheltene om, at de skal arbejde med - og ikke imod - hinanden for at redde verden fra den trussel, som den magtgale og dødsensfarlige Loke vil udgøre, hvis det lykkes ham at tiltvinge sig adgang til den Kosmiske Kube og dens ubegrænsede magt.