Nick Fury, diretor da agência de espionagem SHIELD, chega a um centro de pesquisa remoto durante uma evacuação. O Tesseract, uma fonte de energia de potencial desconhecido, já ativado, abriu um portal através do espaço, do qual o deus nórdico exilado Loki ressurge.

Loki leva o Tesseract e usa suas habilidades para controlar as mentes de várias pessoas da S.H.I.E.L.D, inclusive o agente Clint Barton e o consultor físico Dr. Erik Selvig, a fim de que eles o ajudem em sua fuga.

Em resposta ao ataque, Fury reativa a Iniciativa Vingadores. A agente Natasha Romanoff é enviada até a Índia para recrutar o Dr. Bruce Banner, enquanto o agente Phil Coulson vai até Tony Stark e pede que ele veja a pesquisa do Dr. Selvig. Fury vai até Steve Rogers com uma missão para recuperar o Tesseract de Loki.

Durante seu exílio, Loki encontrou os Chitauri, uma raça alienígena que busca conquistar a Via Láctea com o Tesseract. Em troca do Tesseract, os Chitauri concordam em ajudar Loki a dominar a Terra.