一聲響指后宇宙間半數生命灰飛煙滅，復仇者們在驚奇隊長（布麗·拉爾森飾）幫助下找到歸隱的滅霸（喬什·布洛林飾），卻發現無限寶石已被盡數銷毀，希望徹底破滅。五年后迷失量子領域的蟻人（保羅·路德飾）意外回歸，其時空穿梭理論促使托尼（小羅伯特·唐尼飾）與美國隊長（克里斯·埃文斯飾）冰釋前嫌，成功研發穿越時空技術。重組的超級英雄分赴不同時間線搜集寶石，在紐約戰役期間更與平行宇宙覺醒者奧創勢力交鋒。察覺計劃的滅霸率軍穿越至現世，終極戰場在坍塌的量子領域與瓦坎達同步展開。鋼鐵俠奪下最終寶石完成逆轉響指，消失生命悉數回歸但自身英勇犧牲。戰后雷神將阿斯加德王位傳予女武神，美隊（克里斯·埃文斯飾）歸還所有寶石后以老年形態謝幕，時空連續性得以修復。