Po zdarzeniach w Nowym Jorku, Steve Rogers (Chris Evans), znany również jako Kapitan Ameryka, wraz z Natashą Romanoff (Scarlett Johansson) kontynuują swoją współpracę z organizacją S.H.I.E.L.D. Dzieje się to pod kierownictwem Nicka Fury'ego (Samuel L. Jackson). Po zakończeniu kolejnej misji, Fury przedstawia Rogersowi plan nowego systemu obronnego, mającego na celu eliminowanie zagrożeń zanim jeszcze spowodują katastrofy. Rogers jednak kwestionuje moralność takiego rozwiązania, uznając je za sprzeczne z zasadami wolności, za którą walczył. W międzyczasie, Fury, sam zaczyna mieć wątpliwości co do programu. Apeluje do swojego przełożonego, Alexandra Pierce'a (Robert Redford), o wstrzymanie projektu. Niedługo potem dochodzi do ataku na Fury'ego, za który odpowiedzialny jest tajemniczy najemnik, Zimowy Żołnierz (Sebastian Stan). Co więcej, pojawiają się podejrzenia o infiltrację S.H.I.E.L.D. od środka.