このレビューはネタバレを含みます
覇権争いに敗れ、アスガルドから飛ばされたロキは、地球侵攻を目論む宇宙民族チタウリと手を組み、コズミックキューブを狙っていた。
一方地球では、70年前キャプテン・アメリカとシュミットとの戦いで海に沈んだコズミックキューブを回収したアメリカが、国際平和維持組織シールドにそのエネルギー研究を行わせていた。しかし突然キューブがエネルギーを増大させロキが召喚され、杖の力で研究していたセルヴィグと警護していたホークアイを支配し、キューブを奪取する。
ヒューリー（シールドのボス）は、ロシアで潜入捜査を行っていたナターシャを呼び戻し、彼女にハルクであるバナー博士を説得させ、ガンマ線の専門家としてキューブの追跡を依頼する。ヒューリーは更に、キャプテン・アメリカ、アイアンマンを仲間に加える。
降伏したロキを空母まで連行する道中、輸送機を落雷が襲い、ソーが降臨する。ソーがロキを奪い処刑しようとするが、それを追ってきたアイアンマンに止められる。ロキの身柄とキューブの所有を巡ってアイアンマンとソーは対決を始めるが、そこにキャプテンが割って入り二人を止める。
空母に連行されたロキは、宙に浮かぶ牢獄に収監される。ソーからチタウリの存在を明かさたスタークは、ロキがキューブをどのような方策で用いるかを見抜き、ロキの杖はキューブの力に似ていると言いう。杖を調べはじめ、メンバーに様々な疑問が沸きます。（スタークタワーの実験やキューブの活用法など）
ナターシャはロキの牢獄に行き、ロキの狙いがバナーで、彼をハルクに変身させて暴れさせる事だと気付く。
ヒューリーは皆からキューブを兵器に転用する計画だと問い詰められるが、アスガルドや地球外勢力に備える為のものだと説明する。
そんな時、忍び込んできたバートンが仕掛けた爆弾が起爆し、パニックになったバナーはハルクに変身。空母は降下を始め街を襲撃する。
バートンは頭を強く打ったことで正気に戻る。スタークはロキの行動を推測しロキの企みからスタークタワーが狙われている事に気付くが、ロキは既にキューブを利用してチタウリを呼び出す門を開く準備を整えており、チタウリとの戦闘が始まる。
戦いは激化し、市民を守りながらアベンジャーズは戦う。ロキに操られていた博士は、戦いに巻き込まれ時に受けた衝撃で正気に戻り、ロキの杖を使えば門を閉じれるかもしれないと教える。
その頃、ヒューリーはシールドの委員会から呼び出されており、核攻撃の命令を受けていた。
委員会は核ミサイルを搭載した攻撃機を出撃させる。それを知ったアイアンマンは、発射された核ミサイルを門の向こうに放り込む作戦を思いつく。ミサイルは門の向こうで爆発し、軍団は動きを止める。門は閉じ始め、アイアンマンはギリギリ地球に戻ってくる。
その後、キューブはロキと共にソーがアスガルドへ戻し、アベンジャーズは世界中に散っていったのだった。
