Der Rüstungsindustrielle, Multimilliardär und Playboy Tony Stark präsentiert in Afghanistan sein neuartiges Raketensystem Jericho. Bei der gewaltsamen Entführung durch einheimische Rebellen, Angehörige der Terror-Organisation die Zehn Ringe, wird er schwer verletzt – durch die Explosion einer Rakete, die von seiner eigenen Firma hergestellt worden ist. Dabei dringen Metallsplitter in seinen Körper ein, die in sein Herz zu wandern drohen. Sein Mitgefangener Yinsen pflanzt Stark jedoch einen Elektromagneten in die Brust ein, der dies verhindert.

Die Rebellen fordern von Stark den Nachbau seines Raketensystems. Da er ahnt, dass er nach der Fertigstellung getötet werden würde, geht Stark zum Schein auf die Forderung ein, konstruiert aber stattdessen mit Hilfe von Yinsen heimlich eine High-Tech-Rüstung, die ihnen die Flucht ermöglichen soll. Stark erfindet zusätzlich einen Mini-Reaktor, mit dessen Hilfe die Rüstung, ihre Waffen sowie der Elektromagnet in seiner Brust angetrieben werden. Bevor der Anzug aber ganz zusammengebaut ist, werden die Rebellen jedoch misstrauisch, und Yinsen opfert sich, um Stark eine Chance zur Flucht zu bieten. Mit seiner Rüstung gelingt es Stark, den Waffenvorrat der Rebellen zu zerstören und zu flüchten; dabei geht die Rüstung jedoch zu Bruch. Kurz danach wird Stark von amerikanischen Truppen aufgelesen und wieder in die Heimat zurückgebracht.

Zurück in Amerika gibt Stark öffentlich bekannt, aus dem Waffengeschäft aussteigen zu wollen. Dagegen wendet sich jedoch sein Geschäftspartner Obadiah Stane, der gegen Stark intrigiert und ihn von der Führung des Konzerns auszuschließen versucht. Stark erfährt, dass Stane hinter seinem Rücken illegal Waffen verkauft hat – auch an seine Entführer. Nun will Stark den Schaden, den seine Waffen angerichtet haben, selbst wiedergutmachen. Deshalb baut er eine verbesserte Version seiner Rüstung und einen leistungsfähigeren Mini-Reaktor. So gerüstet attackiert er als Iron Man (deutsch: Eisenmann) die Zehn Ringe und zerstört deren neueste Stark-Waffenlieferung. Während der anschließenden Verfolgungsjagd mit zwei amerikanischen Jagdflugzeugen enthüllt er seinem Freund, Colonel „Rhodey“ Rhodes, seine Identität und rettet einem der beteiligten Piloten das Leben, als dessen Maschine abstürzt.

Stane ist mittlerweile in den Besitz von Starks Prototypen der Rüstung gelangt, auf deren Basis er die verbesserte Version Iron Monger (deutsch: Eisenhändler) durch die konzerneigenen Wissenschaftler entwickeln lässt. Da die Wissenschaftler es nicht schaffen wie Stark den großen Fabrik-Reaktor in Miniformat zu bauen, fehlt Stane für seine neue Waffe eine geeignete Energiequelle. Darum lähmt er Stark und nimmt ihm den Mini-Reaktor aus der Brust. Stark überlebt nur, indem er sich seinen alten Reaktor wieder einsetzt. Seine Assistentin „Pepper“ Potts hat währenddessen in Erfahrung gebracht, dass Stane ursprünglich die Entführung von Stark veranlasst hatte, um nach dessen Tod den Konzern allein zu kontrollieren.

Stark tritt auf dem Konzerngelände als Iron Man gegen Stane an, der den Iron Monger fertiggestellt hat. Dabei ist Stark jedoch benachteiligt, da sein alter Mini-Reaktor nicht stark genug ist, um die Rüstung anzutreiben. Auf Starks Anweisungen hin führt Potts eine Explosion des Konzern-Reaktors herbei, durch welche Stane getötet wird; Stark überlebt den Kampf knapp.

Auf einer am Folgetag einberufenen Pressekonferenz verkündet Stark gegen den Willen seiner Berater, dass er der Iron Man ist. Noch am selben Abend bekommt er unangemeldeten Besuch: Nick Fury, Chef der Geheimorganisation S.H.I.E.L.D. Dieser eröffnet Stark die Möglichkeit, sich der Rächer-Kooperation anzuschließen.