《复仇者联盟2》的制作距离《复仇者联盟》数年。
两部电影的故事并不是直接上下相连，而是结合了多部漫威个人电影，时间线和故事线也做了一定程度的跳跃和联动。
《复仇者联盟》的电影结尾，纽约大战后，复仇者联盟各个成员四散离开，各奔东西。
之后按照电影顺序，分别陆续上映了《钢铁侠3》——
因为纽约之战患上被害妄想症的钢铁侠，为了防止上次的悲剧重演，制造了一支钢铁军团保护地球。
大反派基里安本来是钢铁侠的死忠粉，但后来因为被冷落，果断粉转黑。
而且不是一般的黑，是超级黑化。
其研究出一种「绝境病毒」，这种病毒可以批量制造超能力者，使人拥有金刚狼一样的治愈能力，同时具备超高热量的杀伤力，战斗能力不俗。
借着这种病毒，基里安拉拢收编了一帮***，给钢铁侠造了不少麻烦。
不过最后还是被弄死了，钢铁侠也因祸得福，取出了身体里的子弹残片，不再需要反应堆维持，并且心境人格得到全面进化洗礼，成为了真正的钢铁侠。
《雷神2》的剧情和《复仇者联盟2》关连不大，就是和好弟弟联手打败了黑暗精灵，并获得了第三颗宝石现实宝石（以太石）。
雷神把这颗宝石交给宇宙收藏家保管，自己和女友回地球隐居。
然后是《美国队长2》，神盾局出现大变故，九头蛇几乎全面占领神盾局，独眼弗瑞变身酒厂，身边处处是卧底。
不过最后美国队长和黑寡妇，以及新认识的超级英雄猎鹰挫败了九头蛇的阴谋。
但神盾局也因此元气大伤，九头蛇还抢到了留在地球的心灵权杖，并因此催生出两个超级英雄绯红女巫和快银。
中间还有一个《银河护卫队》，把剧情扩展到宇宙，甚至开启主线。
不过这和地球这边没关系，《复仇者联盟2》的剧情差不多直接承接《美国队长2》。