Nå som hele verden kjenner til at industrimagnaten Tony Stark (Robert Downey Jr.) er Iron Man, ønsker Tony å fremheve draktens teknologiske fortrinn. Første skritt på veien er å relansere hans avdøde fars Stark Expo, en utstilling for humanitære nyutviklinger inspirert av Iron Man-teknologien.  Mens den amerikanske regjeringen insisterer på at Tony skal overdra det revolusjonerende våpenet til de militære myndighetene, går Ivan Vanko (Mickey Rourke), en mystisk skikkelse fra Stark-familiens fortid, inn for å knuse Tony ved å avsløre sitt eget ødeleggelsesvåpen - også det basert på Starks teknologi.  Med fiender på alle kanter, og personlige demoner å kjempe mot, innser Tony til slutt at han må samle sine allierte - gamle som nye - for at de sammen skal kunne bekjempe de onde maktene som truer med å legge verden i grus.  I likhet med forgjengeren er også  Iron Man 2  regissert av Jon Favreau, og med seg har han et om mulig enda større stjernelag enn forrige gang. I tillegg til Downey Jr. og Rourke møter vi blant andre Gwyneth Paltrow, Scarlett Johansson, Don Cheadle, Sam Rockwell, Samuel L. Jackson og John Slattery.