Al entrar en los laboratorios, el Capitán descubre que estos han recibido tecnología y ayuda de una raza alienígena, los chitauri.
Entre los demás candidatos están Iron Man, quien es en realidad Tony Stark, un multimillonario dueño de Stark Industries, Natasha Romanoff , una espía rusa de elite parte de S.H.I.E.L.D., Janet Van Dyne "La Avispa" una mujer que junto a su esposo Hank Pym pueden manipular las partículas Pym para cambiar su tamaño a voluntad, y Thor, un dios asgardiano que se encuentra en la Tierra y lleva a cabo actos para defender la naturaleza.
Aunque escépticos, la mayoría decide unirse al equipo y realizar su primera misión, detener a un chitauri que se infiltró en un cuartel de S.H.IE.L.D.
Tras grandes esfuerzos que casi terminan matando al equipo, Hulk es reducido y aplicado su suero para aplacar los efectos.
Finalmente, los Vengadores se reúnen para celebrar, el doctor Banner es puesto encerrado bajo vigilancia, y los héroes ahora son conocidos en todo el mundo.