《钢铁侠2》剧情发生在托尼公布自己钢铁侠身份的六个月后,造成许多混乱,他与周围人的关系发生了改变,他亲近的人也成为敌人的报复对象。
钢铁侠托尼·斯塔克在国会听证上拒绝交出最新技术。与此同时,他发现胸口的微型电弧反应炉正迅速造成血液的钯金属中毒。沮丧的托尼将斯塔克公司的总裁职务交予了秘书波兹,由她全权负责正在进行的纽约斯塔克博览会。波兹从法律部门调来助理娜塔莉照顾托尼。托尼在媒体前的高调亮相引起了其父当年同事的儿子,伊凡的不满。为了实施报复,他子承父业,研制出了一套可与钢铁战衣相媲美的装备。伊凡的技术引起了托尼的竞争对手,军火商贾斯丁·汉默的注意,他设法将伊凡劫持出狱,秘密研究取代钢铁侠。正当托尼苦于钯金属中毒造成的失意之时,他发现娜塔莉原来身负秘密使命,而自己的任性,也造成了与好友,空军上校罗的反目,眼看局势就要失控。