Чтобы поскорее окончить Вторую мировую войну практически все учёные США бьются над созданием формулы совершенного солдата. В конечном итоге им это удаётся и первым подопытным эксперимента становится молодой парень из Бруклина и военный по имени Стив Роджерс. В результате он стал супер-человеком с невероятной силой и ловкостью. Его вместе с большим десантным отрядом отправляют на военную секретную базу нацистов, где они готовят ядерную ракету на Нью-Йорк. Команда десантников должна их остановить. В результате атаки Стив узнаёт, что нацистам помогают инопланетяне, а главный у них некий генерал Кляйзер. Роджерсу удаётся обезвредить Кляйзера и ракету, но сам он исчезает, и его считают погибшим.
Спустя 60 лет научная экспедиция обнаруживает его замороженным во льдах. Тело передают в отдел Пентагона, которым руководит Ник Фьюри. Вместе с Чёрной вдовой он собирает отряд для борьбы с инопланетянами, которые держат Землю под контролем и уничтожат важные спутники. Они приглашают в команду Человека-муравья, Осу, Тора и Железного человека. Также к ним присоединяется Брюс Бэннер, который с помощью формулы суперсолдата хочет контролировать Халка в себе.
В начале никто не соглашается вступить в команду «Мстители», а когда всё же согласились, то не слушались Капитана Америку, которого назначали лидером команды. Из-за этого сначала герои терпят поражение и ссорятся друг с другом. Позже инопланетяне решаются на решающую атаку и им вновь приходится объединиться и принять командование Капитаном Америкой.
Они одерживают победу над читаури, но появляется новая проблема — разбушевавшийся во время сражения Халк. И вновь им приходится объединиться, но уже против члена своей команды.
Лидер команды и самый старший по возрасту. Является частью эксперимента «Формула суперсолдата», данные по которому полностью уничтожены. Оружие: щит из вибраниумо-стального сплава
Начальник секретной службы США «Щ.И.Т.», но не отсиживается в кабинете. Владеет всеми видами оружия и боевых искусств. Носит на лице повязку, так как потерял глаз на войне. По необходимости использует костюм-невидимку.
Учёный и владелец собственной компании по производству оружия. Ведёт разгульный образ жизни. Придумал себе доспехи из специального сплава, в которых совершает подвиги.
Учёный работающий на правительство. В приступе ярости превращается в зелёное чудовище невероятной силы. С помощью «Формула суперсолдата» хочет научиться контролировать свои силы. В конце фильма монстр совсем разбушевался и героям приходится выступить против своего товарища по команде.
Норвежский моряк, но на самом деле Тор является сыном Одина. Может повелевать погодой и метать молнии. Тор сражается секирой (штормбрэйкер), которой может пользоваться только Тор так как его сила прикреплена к этому оружию.
Учёный, который ранее работал на правительство, но позже решил работать самостоятельно. Может мысленно контролировать муравьёв, а также увеличиваться до очень больших размеров.
Женщина-учёный, работает на правительство вместе с Брюсом Бэннером. Была его возлюбленной, но из-за того, что он не может контролировать Халка, они расстались.