《钢铁侠》讲述了美国军火巨头斯塔克工业的掌门人托尼·斯塔克的故事。他是天才发明家,也是挥金如土的花花公子,凭着父亲留下的企业和自己的头脑过着众星捧月的生活。一次他赴阿富汗向美军演示新型“杰里科”导弹,车队遭到伏击,托尼胸口被自家公司生产的炸弹弹片击中,随后落入恐怖组织“十戒帮”手中。同被关押的科学家殷森为他在胸前装上电磁铁,阻止弹片进入心脏。恐怖分子头目拉扎逼迫托尼为他们制造导弹,托尼却与殷森暗中用废弃零件造出微型方舟反应堆和一套粗糙的铁甲。突围时殷森为掩护他牺牲,临终嘱托他不要虚度此生。托尼穿着铁甲逃出,被好友、空军中校詹姆斯·罗德救回美国。目睹自家武器落入恐怖分子之手,他宣布斯塔克工业停止生产武器,此举引来公司二号人物、父亲的老搭档奥巴代亚·斯坦恩的不满。托尼在家中秘密研制出更先进的红金色战甲,并在人工智能管家贾维斯和助理佩珀·波茨的协助下,飞赴阿富汗古尔米拉村剿灭恐怖分子。与此同时,他发现正是斯坦恩暗中向恐怖组织倒卖武器,并策划了那次绑架。斯坦恩夺走托尼胸口的反应堆,利用缴获的旧战甲技术造出巨型“铁霸王”战甲。危急之际,托尼换上佩珀保存的旧反应堆,与斯坦恩在公司大楼顶上激战,最后让佩珀超载启动大型反应堆,击败并消灭了斯坦恩。事后神盾局特工科尔森为他准备好掩饰身份的说辞,托尼却在记者会上脱稿宣布:“我就是钢铁侠。”片尾彩蛋中,神盾局局长尼克·弗瑞现身,向他提起“复仇者计划”。