Scarlett Johansson

Marvel's The Avengers

Tony Stark/Iron Man - Robert Downey Jr.

Steve Rogers/Captain America - Chris Evans

Natasha Romanoff/Black Widow - Scarlett Johansson

Bruce Banner/Hulk - Mark Ruffalo

Thor - Chris Hemsworth

Loki - Tom Hiddleston

Clint Barton/Hawkeye - Jeremy Renner

Nick Fury - Samuel L. Jackson

Maria Hill - Cobie Smulders

Agent Phil Coulson - Clark Gregg

Prof. Erik Selvig - Stellan Skarsgard

Virginia "Pepper" Potts - Gwyneth Paltrow

Der Andere - Alexis Denisof

In einer geheimen Forschungsanlage mit dem Namen Projekt Pegasus arbeitet die Organisation S.H.I.E.L.D. daran, den Tesserakt als eine unerschöpfliche Energiequelle einzusetzen. Allerdings ist der aus Asgard stammende Würfel auch ein interdimensionaler Portalöffner, und eine außerirdische Macht, die Chitauri, will damit die Erde erobern. Zu diesem Zweck haben sie ein Bündnis mit dem Asen Loki geschlossen, der die Geheimnisse des Würfels kennt. Mit seinem Zepter öffnet Loki durch den Tesserakt ein Portal im Inneren von Projekt Pegasus, dringt in die Anlage ein und bringt nach kurzem Kampf einige Mitarbeiter des Projekts um Dr. Selvig und den S.H.I.E.L.D.-Spezialagenten Clint Barton durch Gedankenkontrolle in seine Gewalt. Mit deren Hilfe nimmt er den Tesserakt an sich und flüchtet aus der Anlage, die daraufhin durch das instabil gewordene Portal komplett zerstört wird.

Mithilfe seiner Agenten Phil Coulson und Black Widow rekrutiert Nick Fury, Leiter von S.H.I.E.L.D., einige Superhelden, die ihm bei der Wiederbeschaffung des Tesserakts helfen sollen: den brillanten Erfinder Tony Stark und den Experten für Gammastrahlung Dr. Bruce Banner. Zusammen mit Captain America versuchen sie in der Zentrale von S.H.I.E.L.D., einem flugfähigen Flugzeugträger namens Helicarrier, eine Spur des Tesserakts zu finden, der eine schwache Gammastrahlensignatur aussendet.

Kurze Zeit später taucht Loki zusammen mit Hawkeye in Stuttgart auf, um eine Probe Iridium zu stehlen. Die Superhelden stellen Loki, der sich überraschend schnell ergibt, und machen sich auf zum Helicarrier. Unterwegs fängt Thor sie ab, der auf die Erde gekommen ist, um Loki und den Tesserakt nach Asgard zurückzuholen. Nach einem kurzen Schlagabtausch mit Iron Man bezüglich der Verantwortung über Loki schließt Thor sich den Superhelden an. Auf dem Helicarrier angekommen, wird Loki in eine Spezialgefängniszelle eingesperrt, doch er weigert sich, Informationen preiszugeben. Stark und Banner erkennen jedoch, dass Loki den Tesserakt zum Schaffen eines Portals benutzen will. Das gestohlene Iridium soll als Stabilisator dienen, damit das Portal nicht so instabil wird wie bei Projekt Pegasus.

Bald stellt sich Lokis Gefangennahme als Teil eines hinterlistigen Plans heraus. Während Hawkeye, der noch von Loki kontrolliert wird, mit einigen Helfern den Helicarrier infiltirert und eine Sabotage vorbereitet, entfacht Loki mit seinen manipulativen Fähigkeiten Zwistigkeiten zwischen den Superhelden. Diese haben inzwischen herausgefunden, dass Fury die Kräfte des Tesserakts nutzen wollte, um ein Arsenal von Superwaffen einzurichten, welche die Erde gegen eine drohende Invasion außerirdischer Kräfte wappnen sollten. Angestachelt von Lokis Einfluss, bricht schließlich der Hulk in Dr. Banner aus und beginnt einen Amoklauf auf dem Schiff. Zur gleichen Zeit setzt Hawkeye zwei der Turbinen des Helicarriers außer Betrieb, der dadurch abzustürzen droht, und beschäftigt so Captain America und Iron Man, während Black Widow sich Hawkeye und Thor sich dem Hulk im Zweikampf stellen müssen. Zwar gelingt es Black Widow, Hawkeye K. o.  zu schlagen und ihn dabei von der Gedankenkontrolle zu befreien, doch der Hulk geht beim Kampf über Bord. Loki bricht aus seiner Zelle aus, verwundet Coulson tödlich, schließt Thor in die Zelle ein und lässt ihn damit abstürzen, bevor er sich unbehelligt davonmacht.

Durch die Nachricht von Coulsons Tod schockiert, legen Captain America und Iron Man ihren Zwist beiseite. Sie finden heraus, dass Loki das Portal auf dem neu errichteten Stark Tower in New York öffnen will, um dessen Arc-Reaktor als Energiequelle zu nutzen. Als die Helden dort ankommen, ist das Portal bereits geöffnet, und die Streitmacht der Chitauri beginnt ihren Angriff auf die Erde. Während die Superhelden den ersten Ansturm abwehren, stoßen auch Thor und der Hulk hinzu, die ihren Sturz zur Erde heil überstanden haben. Als jedoch immer mehr feindliche Streitkräfte aus dem Portal strömen, entschließt sich der Sicherheitsrat, dem S.H.I.E.L.D. untersteht, trotz Furys Einspruch und ungeachtet der potenziellen Opfer, die Gefahr durch eine Nuklearrakete zu beseitigen. Von Fury alarmiert fängt Iron Man die Rakete im Flug ab und steuert sie durch das Portal, wo sie auf der anderen Seite das Mutterschiff der Chitauri zerstört und damit die Abschaltung ihrer Kampfeinheiten bewirkt. Mit Selvigs Hilfe, der von Lokis Kontrolle befreit wurde, schließt Black Widow das Portal, unmittelbar nachdem der bewusstlose Iron Man hindurchfällt und zur Erde stürzt, wo der Hulk ihn auffängt. Loki muss sich den Avengers am Ende kleinlaut geschlagen geben.

Während das Bekanntwerden der Existenz der Avengers große öffentliche Aufmerksamkeit auslöst, trennen sich die Superhelden. Allerdings ist Direktor Fury zuversichtlich, dass sie wieder zusammenkommen werden, wenn eine neue Gefahr die Erde heimsucht. Thor kehrt zusammen mit Loki und dem Tesserakt nach Asgard zurück.

Im Abspann sieht man, wie irgendwo im All der Anführer der Chitauri den wahren Initiator der Invasion vor einem weiteren Angriff auf die Erde warnt, den galaktischen Eroberer Thanos.

In der Post-Credit-Szene sitzt das Avengers-Team in einem Restaurant inmitten der verwüsteten New Yorker Innenstadt und gönnt sich schweigend ein gemeinsames Schawarma-Essen, wie es sich Iron Man nach dem Endkampf gewünscht hat.