Elle prend directement la suite du premier (pendant le générique de début, on entend la conférence de presse qui clôt Iron Man). Tony Stark se retrouve confronté à la fois à un nouvel ennemi, russe cette fois, en même temps qu'à sa propre destinée (il risque de mourir du fait du palladium qui s'insinue dans son corps...) alors que l'armée américaine le presse de divulguer les secrets de son armure...