Dans un futur proche, la Mafia a mis au point un système infaillible pour faire disparaître
tous les témoins gênants. Elle expédie ses victimes dans le passé, à notre époque, où
des tueurs d’un genre nouveau (les «Loopers») les éliminent. Un jour, l’un d’entre eux,
Joe, découvre que la victime qu’il doit exécuter n’est autre que... lui-même, avec 20 ans
de plus. La machine si bien huilée déraille...

Le monde sait désormais que l'inventeur milliardaire Tony Stark et le super-héros Iron Man ne font qu'un. Malgré la pression du gouvernement, de la presse et du public pour qu'il partage sa technologie avec l'armée, Tony n'est pas disposé à divulguer les secrets de son armure, redoutant que l'information n'atterrisse dans de mauvaises mains. Avec Pepper Potts et James "Rhodey" Rhodes à ses côtés, Tony va forger de nouvelles alliances et affronter de nouvelles forces toutes-puissantes...