| 角色 | 演员 |
| 托尼·斯塔克Tony Stark | 小罗伯特·唐尼Robert Downey Jr. |
| 斯蒂夫·罗杰斯Steve Rogers | 克里斯·埃文斯Chris Evans |
| 布鲁斯·班纳Bruce Banner | 马克·鲁法洛Mark Ruffalo |
| 托尔Thor Odinson | 克里斯·海姆斯沃斯Chris Hemsworth |
| 娜塔莎·罗曼诺夫Natasha Romanoff | 斯嘉丽·约翰逊Scarlett Johansson |
| 克林特·巴顿Clint Barton | 杰瑞米·雷纳Jeremy Renner |
| 洛基Loki | 汤姆·希德勒斯顿Tom Hiddleston |
| 尼克·弗瑞Nick Fury | 塞缪尔·杰克逊Samuel L. Jackson |
| 菲尔·科尔森Phil Coulson | 克拉克·格雷格Clark Gregg |
| 玛丽亚·希尔Maria Hill | 寇碧·史莫德斯Cobie Smulders |
| 佩珀·波兹Pepper Potts | 格温妮丝·帕特洛Gwyneth Paltrow |
| 艾瑞克·塞尔维格教授Professor Erik Selvig | 斯特兰·斯卡斯加德Stellan Skarsgard |
| 贾维斯Jarvis(voice) | 保罗·贝坦尼Paul Bettany |
| 女招待Waitress | 艾什莉·约翰逊Ashley Johnson |
| 议员 | 鲍尔斯·布思Powers Boothe |
| 老者 | 斯坦·李Stan Lee |
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