Tony Stark (Robert Downey Jr.'), dueño de Industrias Stark, inventor consagrado, vendedor de armas y playboy multimillonario, es secuestrado en Afganistán después de una demostración armamentística para el Ejército de los Estados Unidos. Forzado por sus captores a fabricar un arma temible, acaba construyendo en secreto una armadura de alta tecnología revolucionaria que usa para escaparse.
Cuando comprende el gran potencial de la armadura, decide revisarla para mejorarla y, así, utilizarla para guardar la justicia y proteger a los inocentes. Después de ser rescatado por James Rhodes (Terrence Howard, 'Crash'), decide desligarse de la producción de armamento militar, lo que deja en evidencia la empresa familiar. Obadiah Stane (Jeff Bridges, 'El gran Lebowski'), el administrador de la misma, le advierte que esa decisión les puede llevar a la ruina.
A oídos de Toni llega que varias de las armas de su empresa han llegado al grupo de terroristas que le secuestró en Afganistán. Le pide a su secretaria, "Pepper" Potts (Gwyneth Paltrow, 'Shakespeare in Love'), que piratee el sistema informativo de su propia empresa para descubrir quien ha permitido tales actividades. Al final descubren que el propio Stane lleva una doble vida, intentando reproducir la armadura robótica de Toni para su propio beneficio, por lo que tendrán que detenerlo.
