这部电影最大的亮点当然是斯嘉丽约翰逊的加入，气质大美女成就了这部电影。
说到美国队长，大背景就是两大阵营的对抗：九头蛇海德拉（外星人创立的）和美国为代表的地球组织。
九头蛇海德拉是最大的地下组织，组织是有非常远大的目标理想：重建世界秩序，外星人控制地球。在美国队长1中美国队长斯蒂夫成功阻止九头蛇的战争计划，九头蛇领袖被超级立方吸入太空。而随着领袖的消失，邪恶博士被捕，九头蛇阻止并没有灭亡。九头蛇已经没有二战期间强大的军队，而是选择渗透美国内部，而九头蛇的首领则是世界安理会部长皮尔斯，一个平凡的人类。
皮尔斯作为九头蛇领袖，一直在策划着一个巨大的阴谋——洞察计划。
洞察计划的目标是通过一种特殊的算法（佐拉算法）来计算出对九头蛇组织有潜在威胁的人，利用装有高科技武器的航空母舰消灭他们的计划，预计全球会因为洞察计划而死亡几百万人口，在洞察计划成功之后，九头蛇组织就会控制世界，建立新秩序，而人类都会失去自由，被外星人控制。
佐拉算法就是邪恶博士的杰作，通过收集人的各种信息，比如身高、体重、英语成绩、运动能力、基因等一系列数据可以计算出未来对九头蛇的威胁值。
部长皮尔斯的目标就是推动洞察计划的实施，而神盾局局长独眼龙就是阻碍着之一，于是皮尔斯就派出了超级战士（寒冬战士）去消灭独眼龙，第一批是精英部队出发，不过神盾局局长也不是盖的（关键还是土豪车辆，这个土豪车玻璃就能够抵挡几百发子弹，全智能语音|、驾驶系统和飞行系统，造价基本赶上一架飞机了），顺利逃脱。
然后精英寒冬战士出现，炸飞汽车。
好在汽车根本不会烂，独眼龙用激光刀挖了一个坑就跑了。独眼龙跑到美国队长斯蒂夫家中，斯蒂夫回家后，独眼龙就告知斯蒂夫有人监视，交给斯蒂夫一个U盘，然后就领了盒饭，临死前告知斯蒂夫不要相信任何人。
在抢救独眼龙的医院中，部长差人把斯蒂夫叫到总部，想干掉斯蒂夫。然而，主角光环的斯蒂夫1打100，成功逃脱。
然后找娜塔莎（斯嘉丽约翰逊），了解*手什么情况，俩人扮演夫妻，一路秀恩爱，楼楼亲亲抱抱的逃过神盾局追踪，找到U盘信号发出地点，是神盾局创始地。
在这里，电脑中出现邪恶博士，邪恶博士死于癌症，但是在死之后将大脑存于电脑之中，得到了永生，并且通过对话成功拖住了斯蒂夫，此时娜塔莎发现导弹正在飞来，俩人被炸懵，娜塔莎晕了过去，斯蒂夫则抱着娜塔莎逃跑。
斯蒂夫找到了一起跑步认识的小黑（斯蒂夫身体素质超常，一直嘲讽小黑，俩人关系很好），然后发现小黑是特种部队的，可以使用飞行器执行任务。
斯蒂夫、斯嘉丽和小黑在调查阴谋中被袭击，三人各显神通，打退敌人，唯一对战劣势的就是寒冬战士，美国队长和寒冬战士大战三百回合，然后摘下寒冬战士面具，竟然发现他就是斯蒂夫一起长大的生死兄弟——巴基。
斯蒂夫惊讶的叫巴基，然而巴基已经不认识斯蒂夫了。
原来巴基与斯蒂夫在70年前执行任务是从山上掉落，斯蒂夫以为永远失去了兄弟，但是九头蛇部队发现巴基并带走作实验，最终通过冷冻电疗成功洗脑，巴基已经不认识斯蒂夫了。
三人被抓走，坐车押运，突然押运士兵救出三人，并带到据点，结果发现独眼龙在那里，还活着。斯蒂夫震惊不已。
原来独眼龙服了特制毒药，把心率将为1，成功瞒天过海，误导皮尔斯。
这个正义组织说出了洞察计划的详细内容，于是大家准备摧毁计划，解救数百万人的性命。具体行动就是娜塔莎负责用易容术进入安全理事会控制皮尔斯，小黑和美国队长负责将芯片放入航空母舰上，这样就可以控制三台航母。
娜塔莎成功控制皮尔斯，皮尔斯只能乖乖听话。
美国队长和小黑成功换取前两个航母的芯片。
一切都很顺利。
不过，那个男人还是来了，寒冬战士先是破坏了小黑的飞行器，小黑OUT。然后和美国队长大战，显然斯蒂夫略逊一筹，被打中了几枪（当然也有放水）。
洞察计划依旧在执行中，美国队长只有30秒时间，手中拿着芯片站在机器面前，寒冬战士补了一枪。
美国队长用尽全身力气放入芯片，系统转入正义小队控制，航母开始互相攻击破坏。一番轰炸之后，斯蒂夫发现巴基被铁杆压住，于是跑过去奋力救援，巴基似乎想起来些什么，有些动容。但是巴基仍然选择完成任务，打死斯蒂夫，在斯蒂夫言语引诱之下，最后巴基停止殴打，飞船爆炸，俩人掉入海中。
巴基拖着斯蒂夫的腿拉到岸边，自己若有所思的走了。
任务完成，拯救世界，美好的大结局，小黑真诚追随，还有斯嘉丽的美人入怀，美国队长才是真正的大赢家！
