Tony Stark cierpi na ataki paniki i bezsenność spowodowane traumą związaną z bitwą o Nowy Jork. Stara się znaleźć sens swojego życia poza byciem Iron Manem, jednocześnie budując coraz bardziej zaawansowane wersje swojej zbroi. Głównym antagonistą filmu jest tajemniczy terrorysta znany jako Mandarin, który prowadzi serię ataków bombowych.