Phim tập hợp đội siêu anh hùng nổi tiếng nhất - Iron Man, Hulk, Captain America, Thor, Hawkeye và Black Widow, cùng với người mới Falcon, đánh dấu sự khác biệt của biệt đội anh hùng lần đầu tiên trong lịch sử phim hoạt hình. Dẫn đầu là Iron Man, những anh hùng được đào tạo và sống chung với nhau tại trụ sở mới của họ trong tháp Avengers. Nhân vật phản diện nguy hiểm nhất hành tinh thừa cơ hội khi Avengers tập hợp - dù họ chặn đứng Tiến sĩ Doom khi chinh phục Asgard, Attuma lái xe quân đội Atlantis vào thành phố New York hay Dracula giải thoát lũ ma cà rồng, Avengers phải chiến đấu cùng nhau hoàn thành nhiệm vụ.