秋日温暖的傍晚，父亲带着女儿一起骑单车，他们穿过林间小路，骑过草地，骑上高坡，来到平静的湖边。 父亲抱抱女儿，登上了小船。女儿在湖边静静的等待，等到船在视线里变模糊，等到太阳就要落山。父亲迟迟不归，女儿一个人骑着小小的脚踏车回去了。从那以后女儿每天都来湖边等候，她一个人骑着单车来来返返，风雨无阻。多年过去，小女孩为人妇，为人母，转眼老去。 已然老去的她日日来到湖边，直到湖水干涸，化为滩涂。她来到沉睡在湖底的小船边，躺在小船里，就像躺在父亲暖暖的臂弯。
斯塔克公司最新研制的天幕卫星“霍华德”即将升空，它超强的监视功能饱受争议。而托尼·斯塔克则饶有兴致地与战争机器詹姆士·罗德穿着各自的铠甲进行连番惊险刺激的较量。就在此时，号称“突击兵”的武装机器人入侵发射场，与钢铁侠和战争机器展开激烈的混战。而指挥部方面，一名自称以西结的神秘白色铠甲人释放出神秘生物细胞，杀害了所有眼前的生物。钢铁侠在与他的对决中遭遇惨败，指挥塔也彻底毁灭。在此之后，他拒绝向神盾局汇报细节，独自一人找到正在休假的佩珀·波茨，一同调查以西结的身份及其真实目的。 一方面，神盾局对斯塔克紧追不放；另一方面，来自暗处的敌人也接二连三向他袭来……
故事发生在以音乐为中心、次文化兴盛的涩谷，与能映射出人们内心“真正的心愿”的「世界」中。某天，一直用音乐给人们带去力量的虚拟歌手初音未来，发现自己的歌声无论怎样都无法传达出去……而一群在「世界」中追寻音乐梦想的少年少女们与初音未来相遇，共同寻找着可以让初音未来“将歌声传达出去”的方法。
