Veja aqui uma breve explicação sobre a Hipnose do personagem Homem de ferro
Na véspera de Ano Novo de 1999, Tony Stark conhece a bióloga Maya Hansen e o cientista Aldrich Killian em uma conferência científica em Berna, Suíça. Ignorando os pedidos de Killian para financiar seu I.M.A., Stark passa a noite com Hansen, criador do Extremis, um método de regeneração de reescrita genética que pode ser crucial na recuperação dos aleijados.
Quatorze anos depois, o terrorista mandarim ordena ataques ao seu Partido dos Dez Anéis em todo o mundo. James Rhodes se torna um soldado de elite do Exército dos EUA. Codinome Iron Patriot, Stark fica traumatizado com a batalha de Nova York, não consegue dormir e assusta Pepper Potts, que se mudou. em sua mansão em Malibu. Quando o segurança Happy Hogan é hospitalizado após uma explosão perto do TCL Chinese Theatre, Stark declara guerra em mandarim na televisão nacional. Ao mesmo tempo que Hansen visita a mansão de Stark para tentar avisá-lo do perigo, os Dez Anéis atacam a mansão, e Stark é dado como morto, mas na verdade conseguiu escapar com a nova armadura do Homem de Ferro.
Como Hansen avisa Potts que seu chefe, Killian, pode ser afiliado ao Mandarin, J.A.R.V.I.S. ordena que a armadura voe para o Tennessee, onde Stark descobriu uma explosão semelhante e pretendia investigar. Depois que a armadura é desligada devido a uma queda de energia, Stark entra em uma casa e encontra o jovem Harley. Com a ajuda de Harley e Rhodes, Stark descobre que as detonações foram causadas por soldados infectados com Extremis, que, ao rejeitar as mutações, acabam se tornando instáveis e explodem. Stark mata a assassina infectada Ellen Brandt e luta contra Eric Savin, responsável pela explosão que feriu Hogan.
J.A.R.V.I.S. e Harley Mandarin track em Miami. Stark chega lá e descobre que o suposto mandarim é apenas Trevor Slattery, um ator contratado por Killian para se passar por terrorista. Killian se juntou a Maya para resolver suas próprias deficiências, então testou Extremis em vítimas de guerra e queria esconder as explosões resultantes com um plano de terror. Stark é capturado, e enquanto Hansen pede a ele para ajudá-lo a resolver as falhas de Extremis, Killian revela que capturou Potts e o infectou com Extremis para convencer Stark a colaborar. Desgostoso com o comportamento do chefe, Hansen se rebela e força Killian a matá-la.
Enquanto Stark escapa, ele conhece Rhodes, que estava na mansão depois de ser capturado no Paquistão por I.M.A. Quem queria roubar sua armadura A dupla descobre que Killian pretende sequestrar o presidente no Força Aérea Um. Comandando a armadura do Homem de Ferro à distância, Stark mata Savin e resgata os outros passageiros, mas o presidente chega a Killian com a armadura. Do Patriota de Ferro. Mais tarde, Stark e Rhodes seguem Killian até um tanque abandonado. Killian vai matar o presidente com uma transmissão nacional e, em seguida, comandar o país por meio do vice-presidente que deseja que Extremis cure a deficiência de sua filha.
Stark envia J.A.R.V.I.S. À frente de toda a armadura do Homem de Ferro escondida no porão da mansão, ele voou em direção ao tanque para atacar os soldados Extremis. Rhodes salva o presidente e Stark encontra Potts em um laboratório perto do tanque. Depois que Potts aparentemente cai morto, Stark luta contra Killian e o tranca em uma armadura que se autodestrói, mas não o mata. Potts, que sobreviveu graças a Extremis, parece estar matando Killian para sempre.
Então Stark envia J.A.R.V.I.S. A outra armadura do Homem de Ferro se autodestrói para passar mais tempo com Potts, e Slattery e o vice-presidente são presos. Medics removem Potts 'Extremis e estilhaços do coração de Stark, que então declara que apesar da falta de armadura, ele sempre será o Homem de Ferro.
Em uma cena de pós-crédito, é revelado que Stark estava contando sua história para Bruce Banner, que acabou dormindo.