不刪不改，絕對靠譜劇透，上映後見分曉。
劇透順序不代表剪輯順序，最終上映版本可能略有改動。
電影開場於太空漂流的託尼，在他錄完遺言後星雲發現了火箭在銀護2偷的電池，託尼將其改造成能量源駕駛飛船回到了地球，鐵人與美隊的矛盾在開頭就被化解。
驚奇隊長出場于山達爾星的廢墟，銀護1中的一個小角色會再次出場，對話提到諾瓦軍團全軍覆沒，弗瑞的呼機響了以後驚奇隊長返回地球，驚奇隊長加人復仇者。
殘存的復仇者和驚奇隊長被星雲帶到滅霸隱居的星球復仇，滅霸以盜甲長刀的造型出場，滅霸發現驚奇隊長的力量來源於空間寶石後利用寶石修復了殘破的手套並吸收了驚奇隊長絕大部分能量，導致她在大決戰前都處於非常弱雞的狀態，漫威最強淪為吉祥物，復仇者逃脫時滅霸沒有追擊。
最先進行時間旅行的是滅霸而非復仇者們，殘存復仇者的上門讓他意識到威脅仍然存在，他開始在不同時間線上的獵殺和寶石有關的英雄，但某一時間線上還擁有時間寶石的奇異博士死前將他暫時困在了過去。
電影此時跳躍到三個月後，鐵人與小辣椒對話，鐵人整日埋頭於升級裝甲想再去找滅霸復仇，小辣椒勸說鐵人未果後讓託尼幫她也造一副裝甲，復仇者內部包括班納在內的一些人也認為化灰的人不會再回來，應當接受現實繼續生活，班納與隊長口頭衝突，此時在消失者名單上的蟻人出現，告知復仇者量子領域有時間漩渦存在，在被問到如何逃脫出來時，蟻人稱他受到了someone的幫助。
寡姐和鷹眼去日本搶雷神錘子的碎片，鷹眼變得殘忍嗜殺，對話提到鷹眼老婆孩子都化灰了，碎片被用來打造新的無限手套，但由於反噬太大隻有浩克和雷神可以使用，班納已經掌握了和浩克意識融為一體的方法，幻視的資料被蘇瑞備份，成為人工智慧，它幫助復仇者掌握了複製寶石的技術。
鐵人用漢克皮姆的資料為復仇者們打造了量子戰衣，復仇者們透過控制時間旋渦回到過去收集寶石，過去電影一些死掉的角色包括奧創會短暫出場，但似乎只有古一法師的戲份是新拍的，幻視借用奧創的核心復活，空間寶石恢復了驚奇隊長的力量，小辣椒穿上盔甲成為戰力，但最終鐵人發現奇異博士讓他活下來並說的only way不是讓他打造無限手套，而是隻有他可以犧牲小辣椒去換取靈魂寶石，痛苦的抉擇以後全體復仇者選擇放棄靈魂寶石。
最終決戰發生在地球，滅霸突破了另一個時間線奇異博土的咒語，復仇者方面幾乎集結了所有戰力，女武神和勇度的副手都有出場，託尼的鋼鐵大軍有效抑制了以少戰多的局面，但滅霸出現後復仇者仍然不敵，滅霸問復仇者是否知道擾亂時間線的後果，雷神召喚出比復聯3強大的多的閃電連同斧子劈向滅霸，但這次斧子被滅霸擊飛，滅霸的手套被鐵人與驚奇隊長扯下，浩克試圖操控手套但右臂被滅霸砍下，最終美隊戴上手套，由於無法駕馭強大的力量使手套連同寶石被摧毀，此舉逆轉了響指效應，美隊當場犧牲。化灰的復仇者們復活後與滅霸展開對決，失去手套的滅霸被消滅。
電影結尾是美隊的葬禮，班納的手臂沒有復原，小辣椒告訴託尼她懷孕了，託尼宣佈退休，雷神與女武神提到英靈殿，他們和銀護-。起離開地球，卡魔拉自始至終沒有出現。
彩蛋是蟻人和奇異博上探討多元宇宙與量子領域的關係，博土提到裡面可能存在新的敵人，鏡頭轉到欲言又止的蟻人後結束。
