Iron Man 2 (Demir Adam 2) filmi, milyarder mucit Tony Stark’ın (Iron Man) yeni ittifaklar kurup yeni büyük güçlerle yüzleşmesini anlatıyor. Filmin konusu kısaca şu şekilde özetlenebilir: Tony, dünyaya gizli kimliğini ilan ettiği için hükûmet tarafından Demir Adam zırhını devlete teslim etmesi için baskı görmektedir. Tony, teknolojinin orduyla paylaşılması için gelen baskılara rağmen zırhın sırrını açıklamak istemez. Yanında Pepper Potts ve James “Rhodey” Rhodes ile birlikte Tony, yeni ittifaklar kurar. Ivan Vanko adında Rus bir adam, babasının intikamını almak için bir silah üzerine çalışmaya başlar. Tony, bir F3 yarışına katılır ve Ivan piste girerek ona saldırır. Tony, Ivan’ı yener ve hapishanede onu ziyaret ederek babasının güç reaktörünü yaptığını, Tony’nin babasının ondan çaldığını öğrenir. Senatörlerden gelen baskılar artar ve herkes bu icadı elde edebileceğinden şüphelenmeye başlar. Tony’nin en büyük rakibi Hammer firması, Ivan’ı hapisten kaçırır ve ondan Demir Adam zırhı yapmasını ister. Tony, göğsündeki şarapnel parçalarının kalbine gitmesini engelleyen ark reaktörünün vücudunu zehirlemesi nedeniyle yakın zamanda öleceğini bilmektedir. Tony, evinde bir parti verir, sarhoş olur ve Rhodey ile kavga ederler. Rhodey, yedek Demir Adam zırhını giyer ve Tony ile kavga eder. Rhodey, zırhı devlete teslim eder. Nick Fury, Tony’ye onu kurtaracak elementle ilgili bilginin kendisinde olduğunu ancak kendine gelmesi gerektiğini söyler. Tony, babasının gizli formülünü çözer ve üçgen şeklinde yeni bir ark reaktörü yapar. Hammer, basına ve askeriyeye Ivan’ın yaptığı askerî robotların tanıtımını yapar. Rhodey’nin zırhı silahlarla donatılır ve War Machine’e dönüştürülür. Tony, salona gelir ve Rhodey’yi uyarır. Ivan, tüm robotların ve War Machine’in kontrolünü ele geçirir. Tony, Rhodey’yi serbest bırakır ve diğer robotlara karşı birlikte savaşırlar. Iron Man ve War Machine, Ivan’ı yener.