小罗伯特·唐尼 饰 托尼·斯塔克简介 第1-4部出场，钢铁侠

克里斯·埃文斯 饰 斯蒂夫·罗杰斯简介 第1-4部出场，第一任美国队长

克里斯·海姆斯沃斯 饰 索尔·奥丁森简介 第1-4部出场，雷神

马克·鲁法洛 饰 布鲁斯·班纳简介 第1-4部出场，绿巨人配音 ）

斯嘉丽·约翰逊 饰 娜塔莎·罗曼诺夫简介 第1-4部出场，黑寡妇

杰瑞米·雷纳 饰 克林特·巴顿简介 第1、2、4部出场，鹰眼、浪人

汤姆·希德勒斯顿 饰 洛基简介 第1、3、4部出场，邪神

塞缪尔·杰克逊 饰 尼克·弗瑞简介 第1-4部出场，神盾局局长、十级特工

寇碧·史莫德斯 饰 玛利亚·希尔简介 第1、3、4部出场，神盾局九级特工

格温妮丝·帕特洛 饰 佩珀·波兹简介 第1、3、4部出场，小辣椒、钢铁侠的妻子

保罗·贝坦尼 饰 幻视

斯特兰·斯卡斯加德 饰 艾瑞克赛威格简介 物理学家、宇宙魔方研究者，雷神托尔的好友

查德维克·博斯曼 饰 特查拉简介 黑豹，瓦坎达国王

唐·钱德尔 饰 詹姆斯·罗德斯简介 战争机器

乔什·布洛林 饰 灭霸简介 泰坦族，妄图集齐6颗无限宝石并毁灭宇宙来达到他所认为的平衡

斯坦·李 饰 客串简介 客串多个角色

伊丽莎白·奥尔森 饰 旺达·马克西莫夫简介 绯红女巫

克里斯·帕拉特 饰 奎尔简介 星爵

本尼迪克特·康伯巴奇 饰 斯特兰奇简介 奇异博士

凯伦·吉兰 饰 星云简介 星云，灭霸养女

庞·克莱门捷夫 饰 螳螂简介 螳螂

佐伊·索尔达娜 饰 卡魔拉简介 灭霸养女

塞巴斯蒂安·斯坦 饰 巴基·巴恩斯简介 冬日战士

汤姆·赫兰德 饰 彼得·帕克简介 蜘蛛侠

安东尼·麦凯 饰 山姆·威尔逊简介 猎鹰，第二任美国队长

戴夫·巴蒂斯塔 饰 德拉克斯简介 毁灭者德拉克斯

本尼迪特·王 饰 王简介 奇异博士的老师和伙伴，上一任至尊魔法师古一的学生

琳达·卡德里尼 饰 劳拉简介 鹰眼的妻子

温斯顿·杜克 饰 姆巴库简介 人猿

雅各·巴塔伦 饰 内德简介 彼得的同学

迈克尔·詹姆斯·肖 饰 亡刃将军简介 灭霸手下

达娜·贾克赛·古瑞拉 饰 奥克耶简介 瓦坎达皇家护卫队队长，黑豹的亲信

布莱德利·库珀 饰 火箭浣熊简介 火箭浣熊

莱蒂希娅·赖特 饰 苏睿公主简介 特查拉同父异母的妹妹

汤姆·沃恩-劳勒 饰 乌木喉简介 灭霸手下，擅长念力

凯丽·库恩 饰 暗夜比邻星简介 灭霸手下

泰瑞·诺塔里 饰 黑矮星简介 灭霸手下

布丽·拉尔森 饰 卡罗尔·丹弗斯简介 惊奇队长

保罗·路德 饰 斯科特·朗简介 蚁人

伊万杰琳·莉莉 饰 霍普·范·戴因简介 黄蜂女