开场衔接复联3响指，鹰眼全家死了，黑化。
场景切到钢铁侠留遗言，说到第二天就没有氧气了，准备等死。随后惊奇队长出现，带着钢铁侠和飞船回到地球。
托尼和美队吵了一架，开始隐退。复仇者们打算抢回6颗宝石，逆转一切。但是他们不知道灭霸在哪里。惊奇队长打算一个人去找灭霸，星云告诉他们灭霸应该在什么地方。
随后发现灭霸一个人卸甲归田，雷神把灭霸带手套的手砍下，发现宝石已经消失了，原来灭霸觉得宝石会引起贪欲，2天前摧毁了宝石，自己也被反噬去了半条命，雷神大怒之下杀了灭霸。
复仇者很绝望，因为失去了宝石，谁都无法逆转死去的生命。
5年之后
蚁人从量子领域逃出来，他知道了一切，于是去到复仇者联盟基地，告诉他们新的希望是通过量子领域返回过去，把过去的6颗宝石带回来。
于是美队他们找托尼帮忙，因为只有托尼擅长这方面的知识，但是当时托尼已经结婚，有了女儿，不愿意冒险，不欢而散。
于是美队又去寻找绿巨人帮忙，通过5年的努力绿巨人已经拥有了可控变身，但是他说他对量子领域这方面没有研究。
托尼忍不住做起了量子领域相关的实验，发现可行，小辣椒支持他。
绿巨人搞不定时间穿梭，拿蚁人做实验的时候蚁人忽老忽小，辛亏最后正常的回来了。
托尼开车来到了复仇者总部，和美队和好，带来了时间导航仪
火箭和绿巨人去寻找雷神帮忙，雷神已经发福了，有了小肚腩
娜塔莎找到了在日本杀人的鹰眼，说服他一起行动
时间穿梭测试成功
但是时间穿梭使用的粒子已经没法再造，他们只有一次机会。
首先美队蚁人托尼绿巨人来到2012年的纽约，复联1的时候，但是他们只拿到了一颗心灵宝石，空间宝石被洛基拿走溜了。
眼看着任务失败，托尼决定去1970年新泽西的那个时间点，不仅能拿到宝石，还能补充时间穿梭需要的粒子。
绿巨人找到古一问他奇异博士在哪，古一告诉他奇异博士还在当医生。古一不愿意把时间宝石交给绿巨人，因为一旦交给他，自己这边的世界就要出问题，但是绿巨人说他保证用完会回来还给古一，古一不相信复仇者联盟的能力。无奈之下绿巨人说出时间宝石在未来是奇异博士主动交出去的，古一认为奇异博士是他们中最厉害的，或许是自己错了，所以把宝石交给了绿巨人。

雷神和火箭去雷神母亲死的那天拿现实宝石。他母亲认出了雷神是来自未来，和他聊了会天，雷神想告诉他母亲今天会被杀的时候，被他母亲阻止，让他赶紧回去
星云和战争机器来到2014年魔拉格，抢在星爵之前拿到了力量宝石，但是回去的时候出现了意外，未来星云和当代星云产生了连接，记忆被灭霸获取，灭霸知晓了未来发生的事情，并且阻止了未来星云的回程，抢到了时间穿梭需要的粒子，并且把当代星云送回了未来当卧底，但是由于战争机器回去的早没有发现这一切。
鹰眼和娜塔莎去拿灵魂宝石，需要牺牲一个人，他们互相阻挠对方，最终娜塔莎死去，鹰眼拿到灵魂宝石

托尼制造出承载宝石的手套，只有绿巨人能承受伽玛射线，带上手套打响指，鹰眼发现劳拉给他打了电话，宇宙一半人回来了！
但是卧底星云却在那个时候悄悄启动了时间穿梭机器，把过去的灭霸传送了过来！
卡魔拉在飞船上和未来星云聊了几句，轻松叛变。灭霸改变主意，觉得之前的想法行不通，总有人惦记过去，决定把整个宇宙毁灭掉然后用宝石重新创造一个宇宙。
美队钢铁侠雷神群殴灭霸，全被打趴下
灭霸大军来袭，所有超级英雄全部归来。大乱战开启！
绯红女巫单挑灭霸差点干掉灭霸，灭霸命令飞船攻击，却被从太空回来的惊奇队长打烂。
复联打算把宝石送回原来的时空，但是被灭霸截下，灭霸带上手套，惊奇队长上前夺手套，被灭霸拔出力量宝石击飞
灭霸重新镶嵌宝石，即将打响响指，托尼冲过去一顿操作，手套转移到了自己手上(可能手套是自己造的缘故，没看懂怎么抢过来的)
I AM IRONMAN!!!!
钢铁侠打响响指，灭霸大军消失。
自己承受不住宝石的力量，领盒饭了。
在时间穿梭之前，托尼就给家人留了一段遗言。葬礼的时候播放了这段遗言。
胖胖的索尔指定女武神当重建的新阿斯加德女王。然后索尔跟着银护护卫队穿梭宇宙。
美队一个人去执行送回宝石的任务，正常来说5秒之后就能看到美队回来，但是他没有。后来山姆看到一个老人，就是老了的美队，戴着婚戒。并且把盾牌给了山姆。