O filme vai trazer novamente Chris Evans como o "Capitão América/Steve Rogers", assim como Robert Downey Jr. como "Tony Stark/Homem de Ferro", além de Scarlett Johansson como "Natasha Romanoff/Viúva Negra", Sebastian Stan como "Bucky Barnes/O Soldado Invernal", Anthony Mackie como "Sam Wilson/Falcão", Paul Bettany como "O Visão", Jeremy Renner como "Clint Barton/Gavião Arqueiro", Don Cheadle como "Jim Rhodes/Maquina de Combate" e Elizabeth Olsen como "Wanda Maximoff/Feiticeira Escarlate". Paul Rudd irá fazer sua primeira aparição junto dos Vingadores como "Scott Lang/Homem-Formiga".