Iron Man er historien om milliardær, industrimann og genial oppfinner Tony Stark (Robert Downey Jr.). Som Adm.dir. i Stark Industries, USAs største våpenleverandør, har Tony oppnådd kjendisstatus ved å beskytte stormaktens interesser over hele verden i flere tiår.

Tonys bekymringsløse livsstil blir endret for alltid da hans konvoi blir angrepet etter en våpentest i Afghanistan, og han blir holdt som gissel av en gruppe opprørere. Livstruende såret, av splinter som sitter nært hans allerede svake hjerte, tvinges han til å bygge et ødeleggende våpen for Raza (Faran Tahir), den mystiske lederen av opprørerne. Tony ignorerer sine kidnapperes ønsker og bruker sine oppfinneregenskaper til å lage en armert drakt som holder ham i live og gjør han i stand til å rømme fra fangenskapet.

Når han returnerer til Amerika, må Tony forsone seg med sin fortid og sverger på å ta Stark Industries i en ny retning. Til tross for motstand fra Obadiah Stane (Jeff Bridges), hans høyre hånd og øverste direktør som har tatt over kontrollen på selskapet i Tonys fravær, bruker han all sin tid på å utvikle og finpusse sin armerte drakt som nå gir han overmenneskelige krefter og fysisk beskyttelse.

Med hjelp av sin trofaste assistent Pepper Potts (Gwyneth Paltrow) og hans pålitelige militære liaison Rhondey (Terrence Howard) lager Tony en djevelsk plan med globale implikasjoner. Med sin nye kraftige røde og gullfargede rustning setter Tony ut for å beskytte verden og forsøker å rette opp all urett med sitt alter ego, Iron Man.