故事主人托尼斯塔克（小罗伯特唐尼饰）是一位身价亿万的企业家，同时还是一位天才发明家。他身为美国政府顶尖武器承包商的总裁，几十年来因保护美国的全球利益而享有极高声望。然而，托尼令人称羡的生活突然出现了三百六十度的大转变：他的队员遭到武器测试的攻击，而他也被一群暴徒挟持沦为人质。



在这次的意外事件中，他原本就十分脆弱的心脏因受到炮弹碎片伤及而生命垂危，他只好服从神秘的暴徒首领雷萨之命，建造一具破坏性极大的毁灭武器。不过，他暗中违反命令，反而运用他的聪明才智为自己打造出一套钢铁衣，帮助他维持生命，并逃出暴徒的魔掌。



回到美国之后，托尼必须重新面对过去，并誓言带领自己的企业迈向新的方向。然而，他不在公司的期间，他的领导地位被他的左右手——最高执行长奥巴代斯坦（杰夫布里奇斯）顶替，他只好设法在奥巴代的阻挠下，每天从早到晚埋头待在自己的工厂开发更先进的钢铁衣，以求得超出人类的力量来保护自己的身体。



借助长期助理佩佩波兹“小辣椒”（ 格温妮斯帕尔特罗饰）及值得信任的罗迪上校（特伦斯霍华德饰）的鼎力相助，托尼揭发了一件全球性的恐怖破坏计划。于是，他穿上赋予他强大力量的全新红金色钢铁衣，宣示要保护这个世界不受邪恶势力的威胁。