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《复仇者联盟3：无限战争》是漫威电影宇宙10周年的历史性集结，史诗版的终极对决。作为2012年的《复仇者联盟》和2015年的《复仇者联盟2：奥创纪元》的续集，集结了钢铁侠、美国队长、雷神、绿巨人、黑寡妇和鹰眼等超级英雄对抗灭霸突然发起的闪电袭击，复仇者联盟及其所有超级英雄盟友全力以赴，抵抗灭霸对全宇宙造成毁灭性的打击。
《复仇者联盟3：无限战争》开头接的是《雷神3：诸神之战》的片尾彩蛋。阿斯嘉德飞船遭遇灭霸，遭到了灭霸的袭击。他们对附近星球发出了求救讯号，抵抗已经失败，乌木喉跨过死者，受伤的海姆达尔躺在地上，洛基被黑暗教团包围，灭霸把托尔带到洛基面前，问是要他哥的头还是空间宝石。灭霸使用力量宝石烧托尔脑袋时，洛基最后放弃了坚持，交出了宝石。就在这个时候他却告诉灭霸他们还有浩克（复仇者联盟1铁人对洛基说我们还有浩克的梗），浩克借着这个机会突袭了灭霸。
灭霸肉搏碾压浩克，几招过后浩克就彻底失去了战斗力，海姆达尔利用最后的力量，将浩克传送到地球的纽约圣所之后被灭霸用亡刃杀死。海姆达尔第一个下线了。乌木喉把宇宙立方献给了灭霸直接被捏碎，洛基想刺杀灭霸反被被灭霸用宝石压住，雷神托尔眼睁睁看着洛基被活活掐死，洛基临死时说灭霸永远无法成为神。之后灭霸炸毁了飞船离开。
小蜘蛛侠赶来救场，飞走的班纳抽自己嘴巴要求浩克出来（这个笑点特别好），奇异博士也被单杀控制，但因为宝石有咒语，乌木喉直接带走了博士。黑矮星被王放逐到另外一个地区。钢铁侠追上蜘蛛侠的飞船给了他新套装。
银河护卫队五个人抵达了阿斯加德人飞船的残骸现场，当但发现无人生还，雷神醒来和浣熊去矮人的地盘打造武器，幻视偷偷跟女巫私会时看到电视上播出的纽约战斗，钢铁侠失踪的消息。就在这时突然亡刃刺穿了幻视，比邻星偷袭了女巫。他们狼狈逃走到火车站，这时候队长，猎鹰，黑寡妇出场救了他们。
银河护卫队剩下的四个人到了Knowhere（第一部天神组的脑袋），发现那里已经荒废了。但是抵达后偷听到灭霸的声音，卡魔拉突袭刺中了灭霸的脖子，然后用武器刺中灭霸心脏，灭霸倒地身亡，卡魔拉伤心大哭。但是很快他们又听到了灭霸说话，原来刚刚的一切是灭霸用现实宝石制造出来的幻象。现实中整个Knowhere住民全被屠杀。螳螂妹与毁灭者想要帮忙，却被现实宝石切成了块和条状物。星爵出来跟灭霸对峙开火，灭霸带走卡魔拉。
接着托尔跟浣熊到了矮人的锻炉地盘，发现无限手套的模子，矮人小恶魔说出了灭霸曾要挟他们制造一个能控制无限宝石的东西——无限手套。最后小恶魔给索尔制造了一把阿斯加德最强的武器——风暴之锤（所以托尔明显锤神而不是雷神）。
奇异博士，钢铁侠与小蜘蛛在飞船上，奇异博士被乌木喉虐待逼说出宝石容器的咒语，这时候钢铁侠现身炸开船体，乌木喉瞬间被吸出了飞船死亡。接着他们决定去泰坦星。
小蜘蛛负责晕倒人的安全，钢铁侠被压在废墟下，博士单挑灭霸失败，但是宝石被藏起来了。最后就是钢铁侠跟灭霸单挑，用了剑、盾、固定器反抗灭霸的无限手套，他们打了很久，灭霸只是受了点伤，而钢铁侠的盔甲越打越少，没办法只能把身上的零件全都集中到武器和能量消耗上，所以出现了身后不少地方都没有了盔甲，最后灭霸徒手打爆了钢铁侠的盔甲，无奈钢铁侠最后用残片制作了一把匕首，却反被灭霸刺进自己体内，导致盔甲也基本全部消失，失望地坐在一片废墟上等死。正当灭霸准备杀死钢铁侠时，奇异博士发话了，用宝石交换铁人，灭霸拿到宝石后立刻就走了。，他们不理解其中的原因。
就在灭霸不注意的时候，雷神托尔杀了过来，用风暴之锤和拥有无限手套六颗宝石的灭霸在对抗，风暴之锤打破了宝石制造的力量屏障，砸进了灭霸的体内刺着心口，无限手套变焦黑，他立刻开启新空间逃走了。地球的超级英雄们还没反应过来，巴基变成了粉末死亡，然后越来越多人变成飞灰，树人、女巫、黑豹、猎鹰等全部化为灰烬。泰坦星上螳螂妹第一个死了，毁灭者，星爵，奇异博士也死了，小蜘蛛在钢铁侠怀里也死去了。只剩下星云和钢铁侠。灭霸却在另外一个空间好好活着！
