《复仇者联盟4：终局之战》的剧情讲述了灭霸消灭宇宙一半生灵后，剩余英雄背水一战，通过时间旅行集齐无限宝石逆转结局，最终钢铁侠牺牲自己击败灭霸的故事。具体剧情如下：
复联成员的初期行动与挫折：
鹰眼一家在BBQ时，家人突然消失，鹰眼因此化身黑暗。
钢铁侠和星云坐飞船回地球，因燃料不够濒临死亡，惊奇队长出现将他们带回地球。
钢铁侠回归后，复联英雄经过争吵再次达成一致，决定去找灭霸抢回宝石，一个响指把消失的人带回来。
他们找到灭霸所在的星球，此时灭霸半个身子都是伤痕，这是打响指的后果。复联众人埋伏灭霸，抢得手套却发现没有宝石，灭霸称宝石已被他用宝石毁灭，随后被雷神枭首。
蚁人回归与时间旅行计划：
五年后，蚁人因老鼠激活改造汽车从量子空间跑出，先找到女儿，后联系黑寡妇和美队，提出通过量子空间进行时光旅行回到过去拿回无限宝石逆转局势的想法。
他们先去找钢铁侠，钢铁侠因有女儿不想参与而拒绝，后看到和小蜘蛛的合影心生愧疚，解决了时间旅行的关键问题并得到家人支持。
黑寡妇去日本找回砍人的鹰眼，绿巨人找回颓废的雷神，众人开始穿梭。
时间旅行与宝石收集：
钢铁侠、美队、蚁人、绿巨人前往复联1的纽约，收集空间宝石、心灵宝石、时间宝石。
星云、战争机器、鹰眼、黑寡妇前往收集力量宝石、灵魂宝石。
大决战与钢铁侠的牺牲：
钢铁侠、美队、雷神先和灭霸交手，被灭霸打翻在地，美队盾牌被砍一半。
鹰眼带着手套逃命时被灭霸手下追杀，后遇上星云2，手套到了星云2手中，但星云策反卡魔拉控制住星云2。
惊奇队长从天而降，摧毁打炮的宇宙飞船。
钢铁侠打响响指，灭霸及其军队化成飞灰，但钢铁侠因承受不住无限宝石的力量牺牲。
后续安排：众人参加钢铁侠葬礼，雷神上了星爵的飞船，绿巨人和猎鹰送美队去还宝石，美队带着无限宝石和雷神的锤子上路。
