Phineas e Ferb si ritroveranno ad unirsi a quattro fra i più amati supereroi della Marvel (Iron Man, Hulk, Thor e Spider-Man) contro altri quattro fra i peggiori supercattivi e Heinz. Nel fermare il piano di Doofenshmirtz di assorbire i poteri del fratello (poteri puramente politici, come inaugurare edifici, aumentare le tasse ecc.) Perry distrugge il nuovo inator di Heinz che doveva riuscire ad assorbire i poteri del fratello e immagazzinarli in un contenitore, ma l'inator riesce a sparare un ultimo raggio che rimbalza sulla base spaziale di Phineas e Ferb colpendo i supereroi della Marvel. Lo S.H.I.E.L.D. rintraccia quindi come fonte del raggio Phineas e Ferb, decidendo di mandare da loro i supereroi per chiarire la situazione. Una volta là Phineas e Ferb tentano di ridare agli eroi i loro superpoteri, ma per colpa di Candace la situazione non fa che peggiorare. Intanto i supercriminali della Marvel Teschio Rosso, MODOK, Venom e Whiplash si alleano con il dottor Doofenshmirtz.
