為了實現這個理論,他們往已退役的東尼家尋求協助。此時候東尼已經有了一個五歲大的女兒。並表示發明時光機是相當荒謬的事情。蟻人能回到現世是僅有十億分之一機會發生的時空攔截,要製造穩定的時光穿梭是絕不可能發生的事情。更不想放棄現在與家人的寶貴時光。眾人見東尼史塔克態度堅決便只好打道回府去拜託班納博士。
眾人在餐廳與班納碰面,此時候的班納透過數個月的潛心研究,加上先前解開的心結,已經將屬於浩克的力量及屬於班納的智慧結合,擁有無敵的力量及外表而又不會失控更變得相當正面,深受小孩喜愛。但他卻遺憾表示,量子物理並不是他的專長,只能碰運氣試試。
另一方面東尼敵不過好奇心嘗試透過電腦模擬了時空攔截與時間指向的可行性,想不到真的成功了。他的妻子更勸他應該做他想做的事情——拯救宇宙。
在眾人的努力下成功製造了一部貨車版的時光機,然而雖然蟻人成功穿越時空,但卻相當不穩定。蟻人更一度因穿梭成為了老人,青年及嬰兒。此時候東尼出現解決了技術上的問題,眾人望見曙光便開始召集所有的隊員一同回到過去取回無限寶石將世界復原。
綠巨人浩克與火箭浣熊來到名叫新聖域的小村落尋找雷神索爾。然而歲月殘酷,雷神索爾已經胖得像他父親一樣,意志更相當消沉,成為了一個只愛看有線電視的酒鬼。另一方面黑寡婦則在鷹眼屠殺日本黑幫時找到了他。
雖然人面全非但總算是將眾人集結在一起。而在美國隊長的鼓舞下,各人分派好各自需取得的寶石後便穿梭時空回到過去。