Natasha Romanoff, alias „Black Widow“ (Scarlett Johansson)ist gezwungen, sich mit den dunklen Kapiteln ihrer Lebensgeschichte auseinanderzusetzen. Ausgangspunkt ist eine Verschwörung, die etwas mit Natashas Vergangenheit zu tun haben muss. Dabei wird sie von einem mächtigen Gegner auf die Probe gestellt, der nichts unversucht lässt, um Black Widow zur Strecke zu bringen. So bleibt ihr nichts anderes übrig, als sich ihrer Vergangenheit als ehemalige Agentin des KGB zu stellen und auch die zerrütteten Beziehungen aufzuarbeiten, die sie lange vor ihrer Zeit bei den Avengers, hinterließ.