Pendant un an d'exil, Loki, le frère adopté de Thor s’allie avec l'Autre, le chef d'une race extra-terrestre connu sous le nom de Chitauri. Un marché est fait, L'Autre souhaite s'emparer du Cube cosmique (Tesseract) qui est actuellement sur la Terre. Avec l'aide de l'armée des Chitauri, Loki pourra prendre le contrôle de cette planète en échange du Cube cosmique.

Sur Terre, Nick Fury arrive dans un centre de recherche du SHIELD lors d'une évacuation. L'équipe du docteur Erik Selvig travaille sur le Cube cosmique. Alors que les scientifiques cherchent à comprendre les soudaines variations énergétiques du Cube cosmique, celui-ci se met brutalement à rayonner et suite à une décharge brutale ouvre un portail à travers l'espace. Apparait alors Loki, qui, grâce à son sceptre, cause de gros dégâts tout en tuant plusieurs agents. Il envoûte Clint Barton alias Œil-de-faucon, un agent du SHIELD ainsi que le Dr Selvig. Tous trois s'enfuient avec le Cube cosmique malgré les efforts de l'agent Maria Hill. C'est alors que le centre s'écroule dans un gigantesque cataclysme créé par le Cube cosmique, ne laissant au final qu'un gigantesque cratère. Nick Fury parvient à s'échapper avec la majeure partie de son équipe, mais il n'a pu empêcher Loki, Selvig et Œil-de-faucon de s'enfuir.

Nick Fury prend la décision de réactiver le projet Initiative des Avengers afin de récupérer le Cube cosmique et mettre fin aux plans de Loki. Natasha Romanoff alias la Veuve Noire est envoyée en Inde pour recruter le docteur Bruce Banner alias Hulk, tandis que l'agent Phil Coulson rend visite à Tony Stark alias Iron Man et que Fury s'entretient avec Steve Rogers alias Captain America. L'équipe est rassemblée à bord de l'Héliporteur, un porte-avions capable de voler, et travaille sur un moyen de localiser le Cube cosmique. Après avoir capturé Loki, qui cherchait à dominer la population incrédule et apeurée de Stuttgart en Allemagne pendant que ses hommes subtilisaient un morceau d'iridium, l'équipe est rejointe par Thor, renvoyé sur Terre un an après son bannissement pour ramener Loki à Asgard. Mais Iron Man défie Thor pour l'empêcher de partir avec Loki avant d'avoir retrouvé le Cube cosmique et Captain America arrive à son tour. Thor s'en prend à Captain America, et après une nouvelle mesure du rapport de forces, ils décident d'arrêter ce combat inutile.

De retour dans l'Héliporteur, de profonds désaccords semblent diviser les membres de l'équipe et chacun essaye de justifier sa place à bord quand Loki, interrogé par la Veuve Noire, révèle par erreur une partie de son plan : il projette de réveiller Hulk en faisant brutalement attaquer le vaisseau par un commando mené par Œil-de-faucon. Son plan fonctionne, car Loki parvient non seulement à s'évader, blessant mortellement au passage l'agent Coulson, mais surtout à endommager le vaisseau par l'intermédiaire d'un Hulk rendu fou furieux et qui s'est battu contre Thor.

La Veuve Noire réussit malgré tout à assommer et capturer Œil-de-faucon, et celui-ci revient à la raison. Nick Fury utilise la mort de Coulson pour souder l'équipe, qui réalise qu'elle n'a d'autre choix que de collaborer étroitement sous le nom des Avengers pour mettre un terme aux plans de Loki. Ayant finalement localisé l'endroit où le portail sera ouvert, à l'emplacement de la tour Stark à New York, les Avengers arrivent trop tard pour empêcher le portail d'être ouvert et les Chitauri d'envahir la ville.

S'ensuit alors un combat titanesque dans les rues de Manhattan, chacun parvenant à repousser les vagues de Chitauri, mais ceux-ci sont trop nombreux. Dans un mouvement de panique, les autorités du SHIELD décident d'atomiser l'île de Manhattan pour éradiquer les Chitauri. Le docteur Selvig, libéré du contrôle de Loki, révèle à la Veuve Noire que le sceptre de Loki peut être utilisé pour fermer le portail. Iron Man intercepte de justesse le missile et grâce à son armure, parvient à le guider jusqu'à travers le portail et l'accompagne dans l'espace, se sacrifiant. Le missile détruit le vaisseau-mère des Chitauri et ces derniers meurent. Avant qu'Iron Man ne manque de puissance et retombe sur Terre, Hulk l'attrape dans sa chute et le sauve pendant que La Veuve Noire referme le portail grâce au sceptre de Loki. La Terre est sauvée. Thor quitte la Terre avec Loki grâce au Cube cosmique pour rejoindre Asgard. Les Avengers peuvent savourer leur triomphe bien que chacun fasse le choix de partir de son côté. Nick Fury, persuadé que chaque membre reviendra si jamais une nouvelle menace apparaissait, décide de ne pas les suivre à la trace comme il l'avait fait dans le passé.

Pendant ce temps dans l'espace, l'Autre explique à un interlocuteur que les humains se sont révélés plus coriaces que prévu. Selon lui, les défier c'est s’exposer à la mort. On découvre alors celui qui tirait les ficelles depuis le début : Thanos. De profil, quand il entend le mot « mort », il se met à sourire.
Avengers, dont le titre original est Marvel's The Avengers est un film américain de super-héros sorti en 2012. Produit par Marvel Studios et Paramount Pictures et distribué par Walt Disney Pictures, il se base sur l'équipe de super-héros du même nom (Les Vengeurs en français) apparaissant dans le comic book publié par Marvel Comics et constituant le sixième film de l'univers cinématographique Marvel. Le film a été écrit et réalisé par Joss Whedon et possède un casting incluant Robert Downey Jr., Chris Evans, Chris Hemsworth, Scarlett Johansson, Jeremy Renner, Mark Ruffalo, Tom Hiddleston, Clark Gregg, Cobie Smulders, Stellan Skarsgård et Samuel L. Jackson. Dans Avengers, Nick Fury, le directeur du SHIELD, une organisation chargée de maintenir la paix dans le monde, recrute Iron Man, Captain America, Hulk, Œil-de-faucon, Black Widow et Thor afin de former une équipe devant empêcher le frère adoptif de Thor, Loki, d'envahir la Terre.

Le développement du film a commencé lorsque Marvel Studios a reçu un prêt de la part de Merrill Lynch en avril 2005. Avec le succès du film Iron Man en mai 2008, Marvel a annoncé que Avengers sortirait en juillet 2011. Avec la signature de Scarlett Johansson en mars 2009, la sortie du film fut repoussée jusqu'en 2012. Whedon arriva sur le plateau en avril 2010 et il réécrit le scénario, écrit à l'origine par Zak Penn. La production commence en avril 2011 à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, avant de déménager à Cleveland, en Ohio en août de la même année, puis à New York en septembre. Le film a été converti en 3D en postproduction.

La première de Avengers eut lieu le 11 avril 2012 au El Capitan Theatre, à Hollywood, en Californie. Le film reçut des critiques positives de la plupart des critiques de cinéma et établit plusieurs records au box-office américain, parmi lesquels le meilleur premier weekend d'exploitation en Amérique du Nord. Le film fut également le plus rapide à atteindre la somme de 1 milliard de dollars et constitue aujourd'hui le troisième film ayant réalisé le plus de recettes.