В фантастическом мультфильме «Железный человек и Капитан Америка: Союз героев» приключения марвеловских супергероев продолжаются. Каждый из супергероев обладает неординарными способностями, и все они готовы бороться со злом до конца. В течении многих лет супергерои противостоят коварным гениям, которые только и мечтают от них избавиться.

Одним из таких антигероев является ученый-предводитель террористической организации ГИДРА по имени Красный Череп. В ближайшем времени злодей планирует подчинить себе всю планету, захватить Капитана Америку и Железного человека. Теперь супергероям придется объединиться в борьбе против Красного Черепа.