鋼鐵人 2 的女主角應該可以分成兩位，其中一位是第一集就出現的秘書波茲，也就是小辣椒，是由《葛妮絲派特洛 Gwyneth Paltrow》所飾演，且第二集中由於接長了史塔克工業的 CEO（執行長）一職，變得相當忙碌，戲份也相對增加不少，在第二集中 Tony Stark 花花公子的樣子收斂不少，畢竟已經與波茲成為戀人，且由波茲掌管整個史塔克工業。
另一位女主角的角色是 Tony Stark 的新祕書＂娜塔莉＂，但這位新祕書可就大有來頭了，因為他其實是＂神盾局＂所派來的特務，目的是要評分與徵招 Tony Stark 進入神盾局，娜塔莉的角色是由《史嘉蕾喬韓森 Scarlett Johansson》所飾演，在鋼鐵人 2 中，Tony Stark 對＂娜塔莉＂其實很有好感，但卻又想暗中調查他，由於已經有小辣椒波茲的陪伴，所以與娜塔莉兩人並未有碰出愛的火花。