Po wydarzeniach w Nowym Jorku Steve (Chris Evans), znany jako Kapitan Ameryka, razem z Natashą (Scarlett Johansson) kontynuuje współpracę z kierowaną przez Nicka Fury’ego (Samuel L. Jackson) organizacją T.A.R.C.Z.A. Po jednej z kolejnych misji Fury zaznajamia go z projektem nowego programu obronnego, który ma likwidować zagrożenia i nie dopuszczać do katastrof. Rogers uważa jednak, że wzbudzanie strachu jest sprzeczne z ideą wolności, o którą od tak dawna walczy. Tymczasem Fury także zaczyna mieć wątpliwości i prosi o swojego zwierzchnika, Alexandra (Robert Redford), o zawieszenie prac nad projektem. Wkrótce dochodzi do zamachu na Fury’ego. Sprawcą jest tajemniczy najemnik nazywany Zimowym Żołnierzem (Sebastian Stan). Na domiar złego zachodzi podejrzenie, że T.A.R.C.Z.A. jest infiltrowana od wewnątrz.