Половина всей жизни во Вселенной уничтожена. Спустя три недели после «щелчка» Таноса, призванная на помощь Кэрол Дэнверс спасает дрейфующих в космосе Небулу и Тони Старка и возвращает их на Землю. С ними объединяются Наташа Романофф, Брюс Бэннер, Стив Роджерс, Ракета, Тор и Джеймс Роудс. Команда начинает обдумывать план, как отнять Камни Бесконечности у Таноса, чтобы попробовать вернуть погибших. Небула рассказывает им, что Таноса можно найти на планете 0259-S (Сад), а Ракета подтверждает её слова, ссылаясь на то, что на этой планете произошёл всплеск энергии, схожий с тем, который произошёл на Земле, когда Танос сделал «щелчок». Прибыв в Сад, команда нападает на Таноса. Тор отрубает ему руку с Перчаткой Бесконечности, но выясняется, что Камней в ней нет — они «низведены до атомов» Таносом. Титан объясняет это тем, что камни выполнили свою задачу — исправили вселенную и больше не нужны. Поняв, что ситуация неисправима, Тор обезглавливает Таноса.
Проходит пять лет. Скотт Лэнг возвращается из квантового мира. Изучая его, Лэнг пришёл к выводу, что в нём возможны перемещения во времени. Скотт прибывает на базу Мстителей и рассказывает о своих умозаключениях Стиву и Наташе. Те, в свою очередь, обращаются за помощью к Тони Старку, проживающему где-то загородом с супругой Пеппер Поттс и дочкой Морган. Поначалу он им отказывает, боясь подвергнуть риску свою семью и ссылаясь на то, что квантовая физика гораздо сложнее, чем они думают, но после раздумий всё же присоединяется к героям и создаёт «хрононавигатор», позволяющий легче ориентироваться при путешествии во времени. Параллельно Брюс Бэннер, успешно совместив в одном теле свой интеллект и габариты Халка, вместе с Ракетой приезжает в Новый Асгард (основанный в Норвегии) и пытается уговорить Тора присоединиться к миссии по реваншу. Тот неохотно соглашается. Наташа тем временем выходит на след Клинта Бартона в Токио, чья семья также исчезла 5 лет назад и также призывает его к общему сбору, на что тот, надеясь вернуть свою семью, соглашается. После сбора всех Мстителей Тони Старк вместе с Ракетой и Бэннером собирают работающий прототип машины времени.
Мстители организовывают операцию «Хрононалёт», целью которой является изъятие альтернативных версий Камней Бесконечности из прошлого, и их использование для отмены «щелчка» Таноса. Они разделяются на группы, но при этом у них есть лишь одна попытка, поскольку у них не хватает частиц Пима, которые нужны для перемещения, и они не знают, как создать новые. Бэннер, Роджерс, Лэнг и Старк отправляются в 2012 год, во время битвы за Нью-Йорк[N 2], за Камнями Времени, Разума и Пространства. Халк отправляется за Камнем Времени в Санктум Санкторум к Доктору Стрэнджу, однако вместо него он встречается с Древней, которая говорит ему, что он пришёл на 5 лет раньше, и Стрэндж ещё не стал тем, кем его знает Халк. Сначала Древняя не желает отдавать Камень, боясь за собственную вселенную, но узнав, что Стрэндж добровольно отдал Камень Таносу, отдаёт его Бэннеру. Старк, Роджерс и Лэнг отправляются в башню Старка за камнями Разума и Пространства. Стиву удаётся обмануть агентов организации «У.Д.А.Р.», прикинувшись агентом «Гидры», и забрать скипетр Локи. По пути Стив встречает версию самого себя из прошлого. Стив из 2012-го года, считая, что перед ним стоит Локи, нападает на Стива из будущего. В ходе сражения Стив из будущего нейтрализует свою версию из прошлого при помощи Скипетра. В это же время Старк и Лэнг пытаются забрать Тессеракт. Уменьшенный Лэнг производит короткое замыкание у реактора в груди Старка из прошлого, из-за чего тот падает на пол и роняет кейс с артефактом. Скотт отталкивает кейс Старку из будущего, и когда тот пытается уйти, его внезапно ударяет дверью Халк из прошлого, в результате чего Тони из будущего теряет кейс, а выпавший из него Тессеракт падает к ногам Локи. Локи захватывает Тессеракт и исчезает. Отдав скипетр Локи Лэнгу, Роджерс и Старк перемещаются в 1970 год в лагерь «Лихай», где забирают Тессеракт и новые частицы Пима, чтобы вернуться назад. Попутно в 1970 году Тони встречается со своим отцом Говардом, а Стив в поисках частиц случайно заходит в рабочий кабинет Пегги Картер.
Ракета и Тор перемещаются за Камнем Реальности в Асгард, чтобы забрать Эфир у Джейн Фостер, при этом Тор встречается со своей матерью Фриггой и забирает с собой молот Мьёльнир. Клинт Бартон и Наташа Романофф отправляются за Камнем Души на планету Вормир в 2014 год, однако они узнают, что этот Камень можно получить только в обмен на жизнь, и после короткой потасовки с Клинтом Наташа жертвует собой. На планете Мораг в 2014 году Небула и Воитель находят Камень Силы[N 5]. Однако, из-за присутствия двух Небул в одном времени и пространстве между ними возникает связь, и Таносу из прошлого становятся известны планы Мстителей. Он решает заменить Небулой из прошлого Небулу из будущего и заполучить собранные Камни, а затем уничтожить всех живых существ во Вселенной и заселить её заново.
Собрав все Камни вместе, Халк (ввиду его устойчивости к гамма-излучению, испускаемого Камнями) надевает новую Перчатку и возвращает к жизни всех уничтоженных «щелчком». Небула из прошлого запускает машину времени, через которую проходит корабль Таноса из 2014-го года. Он уничтожает базу Мстителей и отправляет верную ему Небулу за Перчаткой с Камнями. Тор, Железный человек и Капитан Америка выбираются из руин и атакуют Таноса. Танос выводит из строя Старка, а затем и Тора. Роджерс поднимает Мьёльнир и остаётся с Таносом один на один. Однако титан одолевает и его. Танос призывает армию Читаури, Крии и «Чёрный орден». Неожиданно открываются порталы и из них появляются вернувшиеся к жизни герои, а также армии Ваканды и Асгарда, мастера Мистических искусств и банды Опустошителей. Начинается сражение. Мстители пытаются отправить Перчатку с Камнями в прошлое, однако Танос перехватывает её, надевает и пытается щёлкнуть пальцами. Ему мешает прибывшая Кэрол Дэнверс, однако Танос побеждает её при помощи Камня Силы. Доктор Стрэндж напоминает Старку о единственном из 14 000 605 варианте развития событий, после чего Старк хватается за Перчатку, переносит Камни на перчатку своего костюма и щёлкает пальцами, стирая Таноса и его армию, тем самым заканчивая войну. Однако сам Тони Старк погибает от мощности Камней и излучаемого ими гамма-излучения.
После сражения проходят похороны Тони Старка. После этого Тор отправляется со Стражами Галактики в космическое путешествие, передав Валькирии бразды правления Новым Асгардом. Стив Роджерс отправляется в прошлое, чтобы вернуть Камни и Мьёльнир в их временные линии, но сам, выполнив эту миссию, остаётся в прошлом вместе с Пегги Картер. В настоящее Стив возвращается уже в пожилом возрасте, отдавая свой щит и звание Капитана Америки Сэму Уилсону. В последней сцене Стив, как и обещал, танцует с Пегги.
Проходит пять лет. Скотт Лэнг возвращается из квантового мира. Изучая его, Лэнг пришёл к выводу, что в нём возможны перемещения во времени. Скотт прибывает на базу Мстителей и рассказывает о своих умозаключениях Стиву и Наташе. Те, в свою очередь, обращаются за помощью к Тони Старку, проживающему где-то загородом с супругой Пеппер Поттс и дочкой Морган. Поначалу он им отказывает, боясь подвергнуть риску свою семью и ссылаясь на то, что квантовая физика гораздо сложнее, чем они думают, но после раздумий всё же присоединяется к героям и создаёт «хрононавигатор», позволяющий легче ориентироваться при путешествии во времени. Параллельно Брюс Бэннер, успешно совместив в одном теле свой интеллект и габариты Халка, вместе с Ракетой приезжает в Новый Асгард (основанный в Норвегии) и пытается уговорить Тора присоединиться к миссии по реваншу. Тот неохотно соглашается. Наташа тем временем выходит на след Клинта Бартона в Токио, чья семья также исчезла 5 лет назад и также призывает его к общему сбору, на что тот, надеясь вернуть свою семью, соглашается. После сбора всех Мстителей Тони Старк вместе с Ракетой и Бэннером собирают работающий прототип машины времени.
Мстители организовывают операцию «Хрононалёт», целью которой является изъятие альтернативных версий Камней Бесконечности из прошлого, и их использование для отмены «щелчка» Таноса. Они разделяются на группы, но при этом у них есть лишь одна попытка, поскольку у них не хватает частиц Пима, которые нужны для перемещения, и они не знают, как создать новые. Бэннер, Роджерс, Лэнг и Старк отправляются в 2012 год, во время битвы за Нью-Йорк[N 2], за Камнями Времени, Разума и Пространства. Халк отправляется за Камнем Времени в Санктум Санкторум к Доктору Стрэнджу, однако вместо него он встречается с Древней, которая говорит ему, что он пришёл на 5 лет раньше, и Стрэндж ещё не стал тем, кем его знает Халк. Сначала Древняя не желает отдавать Камень, боясь за собственную вселенную, но узнав, что Стрэндж добровольно отдал Камень Таносу, отдаёт его Бэннеру. Старк, Роджерс и Лэнг отправляются в башню Старка за камнями Разума и Пространства. Стиву удаётся обмануть агентов организации «У.Д.А.Р.», прикинувшись агентом «Гидры», и забрать скипетр Локи. По пути Стив встречает версию самого себя из прошлого. Стив из 2012-го года, считая, что перед ним стоит Локи, нападает на Стива из будущего. В ходе сражения Стив из будущего нейтрализует свою версию из прошлого при помощи Скипетра. В это же время Старк и Лэнг пытаются забрать Тессеракт. Уменьшенный Лэнг производит короткое замыкание у реактора в груди Старка из прошлого, из-за чего тот падает на пол и роняет кейс с артефактом. Скотт отталкивает кейс Старку из будущего, и когда тот пытается уйти, его внезапно ударяет дверью Халк из прошлого, в результате чего Тони из будущего теряет кейс, а выпавший из него Тессеракт падает к ногам Локи. Локи захватывает Тессеракт и исчезает. Отдав скипетр Локи Лэнгу, Роджерс и Старк перемещаются в 1970 год в лагерь «Лихай», где забирают Тессеракт и новые частицы Пима, чтобы вернуться назад. Попутно в 1970 году Тони встречается со своим отцом Говардом, а Стив в поисках частиц случайно заходит в рабочий кабинет Пегги Картер.
Ракета и Тор перемещаются за Камнем Реальности в Асгард, чтобы забрать Эфир у Джейн Фостер, при этом Тор встречается со своей матерью Фриггой и забирает с собой молот Мьёльнир. Клинт Бартон и Наташа Романофф отправляются за Камнем Души на планету Вормир в 2014 год, однако они узнают, что этот Камень можно получить только в обмен на жизнь, и после короткой потасовки с Клинтом Наташа жертвует собой. На планете Мораг в 2014 году Небула и Воитель находят Камень Силы[N 5]. Однако, из-за присутствия двух Небул в одном времени и пространстве между ними возникает связь, и Таносу из прошлого становятся известны планы Мстителей. Он решает заменить Небулой из прошлого Небулу из будущего и заполучить собранные Камни, а затем уничтожить всех живых существ во Вселенной и заселить её заново.
Собрав все Камни вместе, Халк (ввиду его устойчивости к гамма-излучению, испускаемого Камнями) надевает новую Перчатку и возвращает к жизни всех уничтоженных «щелчком». Небула из прошлого запускает машину времени, через которую проходит корабль Таноса из 2014-го года. Он уничтожает базу Мстителей и отправляет верную ему Небулу за Перчаткой с Камнями. Тор, Железный человек и Капитан Америка выбираются из руин и атакуют Таноса. Танос выводит из строя Старка, а затем и Тора. Роджерс поднимает Мьёльнир и остаётся с Таносом один на один. Однако титан одолевает и его. Танос призывает армию Читаури, Крии и «Чёрный орден». Неожиданно открываются порталы и из них появляются вернувшиеся к жизни герои, а также армии Ваканды и Асгарда, мастера Мистических искусств и банды Опустошителей. Начинается сражение. Мстители пытаются отправить Перчатку с Камнями в прошлое, однако Танос перехватывает её, надевает и пытается щёлкнуть пальцами. Ему мешает прибывшая Кэрол Дэнверс, однако Танос побеждает её при помощи Камня Силы. Доктор Стрэндж напоминает Старку о единственном из 14 000 605 варианте развития событий, после чего Старк хватается за Перчатку, переносит Камни на перчатку своего костюма и щёлкает пальцами, стирая Таноса и его армию, тем самым заканчивая войну. Однако сам Тони Старк погибает от мощности Камней и излучаемого ими гамма-излучения.
После сражения проходят похороны Тони Старка. После этого Тор отправляется со Стражами Галактики в космическое путешествие, передав Валькирии бразды правления Новым Асгардом. Стив Роджерс отправляется в прошлое, чтобы вернуть Камни и Мьёльнир в их временные линии, но сам, выполнив эту миссию, остаётся в прошлом вместе с Пегги Картер. В настоящее Стив возвращается уже в пожилом возрасте, отдавая свой щит и звание Капитана Америки Сэму Уилсону. В последней сцене Стив, как и обещал, танцует с Пегги.