Tony Stark (Robert Downey Jr.) é um industrial bilionário, que também é um brilhante inventor. Ao ser sequestrado ele é obrigado por terroristas a construir uma arma devastadora mas, ao invés disto, constrói uma armadura de alta tecnologia que permite que fuja de seu cativeiro. A partir de então ele passa a usá-la para combater o crime, sob o alter-ego do Homem de Ferro.
O filme narra a história de Tony Stark, um industrialista genial e egocêntrico que herdou a empresa de armamento de seu pai. Sua vida muda drasticamente após ser sequestrado por terroristas e ser forçado a construir uma poderosa armadura para sua própria sobrevivência. Ao escapar do cativeiro, Stark decide usar sua inteligência e recursos para se tornar o super-herói Homem de Ferro e proteger o mundo.