自纽约事件以来，托尼·斯塔克为前所未有的焦虑症所困扰。他疯狂投入钢铁侠升级版的研发，为此废寝忘食，甚至忽略了女友佩珀·波茨的感受。

与此同时，臭名昭著的恐怖头目曼达林制造了一连串的爆炸袭击事件，托尼当年最忠诚的保镖即在最近的一次袭击中身负重伤。未过多久，托尼、佩珀以及曾与他有过一面之缘的女植物学家玛雅在家中遭到猛烈的炮火袭击，几乎丧命，而这一切似乎都与22年前那名偶然邂逅的科学家阿尔德里奇·基连及其终极生物的研究有关。这就造成了钢铁侠3的最大的boss。

这个基连然后研究了一个项目，往人体注射某种物质让人可以变成高达3000度温度的火人，但同时如果又注入另一个物质的话，这个人就会爆炸，所以基连就为了报复和统治世界而展开了一系列的活动，还像钢铁侠复仇，用三架直升战斗飞机把钢铁侠的家给炸了，钢铁侠还差点挂了。

刚开始世界上的人都以为钢铁侠死了，由于复仇者联盟那一次，斯塔克患上了焦虑症，心跳加快，呼吸急促，他是为了保护自己心爱的女人怕失去才会患上这个病的，她为了保护他的女人就一直在研究钢铁盔甲，造出了很多功能不同的盔甲，37套盔甲，这集的最大反派是满大人（曼达林），但其实是个傀儡演员，好酒好色，幕后由基连操作，基连绑架总统，和副总统合作。 因为副总统的孩子少了一条腿他想让自己的孩子的腿长出来然后就和基连合作，钢铁侠带领自己的钢铁侠大军与基连战斗，但钢铁侠的女友小辣椒因为被绑架而被注射了火人物质，而变成火人，力大反应敏捷给了基连最后一击让基连变成了灰，最后钢铁侠去掉了自己身上的电磁能量。